Метод адсорбции, равновесной

При отсутствии равновесных данных изотерму адсорбции строят по коэффициентам аффинности характеристических кривых различных веществ для активных углей. Метод построения описан в литературе [6] и в данной главе, в примере расчета адсорбционной установки с неподвижным слоем адсорбента. [c.149]

Статические методы состоят в том, что адсорбент помещается в атмосферу газа или пара и, по установлении равновесия, измеряется равновесное давление и количество поглощенного адсорбата. Последнее измерение производится или непосредственно по привесу адсорбента (весовые методы) или по разности введенного количества адсорбата и оставшегося в равновесной газовой фазе (метод испарения жидкости из вакуумной микробюретки, газовый объемный метод). Статические методы применяются обычно при изучении адсорбции индивидуальных газов или паров в вакуумных установках, в которых адсорбент предварительно откачивается при нагреве для удаления ранее адсорбированных веществ. Наличие посторонних веществ снижает величину адсорбции и замедляет достижение равновесия. [c.457]

Метод определения концентрации растворов ПАВ после адсорбции (равновесной концентрации) зависит от природы ПАВ. [c.58]

Детальное рассмотрение системы корректных уравнений (П.5.1) для адсорбционных процессов в случае непроизвольно наложенного нестационарного температурного поля при взаимосвязанном тепломассопереносе показало меньшее влияние тепловых процессов на кинетику и динамику массообмена, определяемого наличием разности концентраций — фактической и равновесной. В этом случае концентрационный фронт движется в направлении достижения равновесия. Полученные математические модели неизотермической адсорбции отличаются характером приближений, однако особого внимания требуют приближенные математические модели кинетики и динамики неизотермической адсорбции, пригодные для инженерной практики. Приближенные математические модели для инженерного расчета неизотермической адсорбции позволяют на основе повышения точности методов расчета аппаратуры решить проблему конструирования адсорбционной аппаратуры с максимальной производительностью единицы объема и максимальной мощностью единичного агрегата. Кроме того, получение приближенных математических моделей неизотермической адсорбции, учитывающих основные физические фрагменты процесса, позволяет решить задачу постановки эксперимента и оценки параметров. С целью разработки инженерной методики расчета неизотермической адсорбции на основе приближенных математических моделей необходимо процесс разбить на два основных этапа [c.240]

Для описания адсорбционного равновесия в настоящее время широко используются уравнения, базирующиеся на различных представлениях о механизме адсорбции, связывающие адсорбционную способность с пористой структурой адсорбента и физико-химические свойства адсорбтива. Эти уравнения имеют различную математическую форму. Наибольшее распространение при расчете адсорбционного равновесия в настоящее время получили уравнения Фрейндлиха, Лангмюра, Дубинина — Радушкевича. Дубинина — Астахова и уравнение Кисарова [3]. Рассчитанные по ним величины адсорбции удовлетворительно согласуются с опытными данными лишь в определенной области заполнения адсорбционного пространства. Поэтому прежде чем использовать уравнение изотермы адсорбции для исследования процесса методами математического модели]зования, необходимо осуществить проверку на достоверность выбранного уравнения экспериментальным данным си-. стемы адсорбент —адсорбтив в исследуемой области. В автоматизированной системе обработки экспериментальных данных по адсорбционному равновесию в качестве основных уравнений изотерм адсорбции приняты указанные выше уравнения, точность которых во всем диапазоне равновесных концентраций и температур оценивалась на основании критерия Фишера. Различные способы экспериментального получения данных по адсорбционному равновесию, а также расчет адсорбционных процессов предполагают необходимость получения изобар и нзостер. В данной автоматизированной системе указанные характеристики получаются расчетом на основе заданного уравнения состояния адсорбируемой фазы. Если для взятой пары адсорбент — адсорбат изотерма отсутствует, однако имеется изотерма на стандартном веществе (бензол), автоматизированная система располагает возможностью расчета искомой изотермы на основе коэффициента аффинности [6], его расчета с использованием парахора или точного расчета на основе уравнения состояния. [c.228]

Хроматографический метод определения изотермы адсорбции описан в ряде работ достаточно подробно. Здесь мы его изложим так, как он описан в 34, с. 105]. Величина адсорбции а в случае равновесной концентрации адсорбента с в газовой фазе определяется уравнением [c.167]

На рис. 37 приведены кривые распределения пор по размерам в объеме гранул различной величины у алюмосиликатного шарикового катализатора крекинга с равновесной активностью. Кривые построены по данным измерений динамическим методом адсорбции паров бензола. [c.98]

Системе Fe( N)i при 25 °С отвечает стандартный потенциал Е° = 0,355 В (н. в. 9.) [114], При увеличении концентрации солей щелочных, щелочно-земельных и других металлов равновесный потенциал указанной системы смещается в сторону более положительных значений [114, 120, 143]. При подобных потенциалах в нейтральных и близких к ним растворах на платине начинается адсорбция кислорода [71, 230], который, судя по имеющимся данным [234], тормозит перенос электрона в системе Pt ] Fe( N) В работе [234] для этой системы с Pt-электродом, окисленным в течение нескольких минут в горячей хлорной кислоте, получено значение k — 0,028 см-с", а после выдержки электрода при потенциалах катодного процесса выделения водорода найдено kg — 0,24 см- i (1 М КС), 25 °С). Зна-. чения плотности тока обмена, определенные в работе [234 ] импульсным гальваностатическим методом вблизи равновесного потенциала, подчиняются уравнению (V.24). [c.131]

Поэтому наряду с усовершенствованием старых и созданием новых термодинамических методов измерения величины адсорбции, равновесного давления или концентрации и калориметрических методов измерения теплоты адсорбции и теплоемкости адсорбционных систем необходимо привлекать методы, позволяющие исследовать явление адсорбции на молекулярном уровне. Сюда относятся прежде всего методы оптической и радиочастотной спектроскопии. Изотопный обмен и масс-спектроскопия необходимы для получения сведений о числе и природе поверхностных соединений. Существенно получить по возможности разностороннюю информацию и [c.11]

В динамических методах, когда работают с новообразованными поверхностями, равновесие не всегда успевает установиться. По этой причине динамические методы, которые во многих случаях быстрее и удобнее статических, не всегда дают равновесные значения поверхностного натяжения. Иногда измерение динамических неравновесных значений поверхностного натяжения представляет самостоятельный интерес, в частности при исследовании кинетики адсорбции. [c.116]

Подчеркивается доминирующая роль поверхностных явлений в дисперсных системах с высокоразвитой границей раздела фаз. Достаточно доступно излагается термодинамика гетерогенных систем по методу избытков термодинамических функций Гиббса. Важное место занимает раздел, в котором ставится вопрос о нетривиально-сти термодинамического описания микрогетерогенных систем, не являющихся в принципе равновесными, и о природе их устойчивости, с выделением роли флуктуаций, лиофилизации в результате адсорбции (по Ребиндеру), специфики поведения тонких слоев и проявления расклинивающего давления. [c.5]

Такие широко известные методы разделения, как дистилляция, кристаллизация, экстракция и адсорбция основаны на изменении фазовых равновесий. В этих процессах молекулы веществ, образующих смесь, переходят через границу раздела, стремясь к такому распределению между фазами, при котором в каждой из них устанавливается постоянная равновесная концентрация. [c.7]

Изучая одним из статических методов количество поглощенного газа в зависимости от его равновесного давления при постоянной температуре, получают изотерму адсорбции. Выполняя эксперимент при постоянном давлении и при различной температуре, можно получить зависимость адсорбции от температуры и из этих данных рассчитать теплоту адсорбции. По характеру и взаимному расположению изотерм адсорбции, полученных для разных газов или паров, можно судить об избирательном действии выбранного адсорбента по отношению к тому или иному газу. Данные, получаемые из статических измерений, позволяют также рассчитывать пористость, удельную поверхность, коэффициент диффузии и другие характеристики адсорбента и адсорбата. [c.112]

Вычисление удельной поверхности адсорбента. Поверхность адсорбента рассчитывают, исходя из величины адсорбции, несколькими методами. Наиболее распространен метод Брунауера, Эммета и Теллера (БЭТ). Согласно этому методу уравнение БЭТ (55) преобразовывают так, чтобы зависимость адсорбции от равновесного давления паров выражалась линейным уравнением. Тогда уравнение БЭТ примет вид [c.126]

Теоретическое пояснение. При поглощении растворенных веществ твердыми адсорбентами удельная адсорбция не может быть рассчитана по уравнению Гиббса, так как нет приемлемых методов измерения поверхностного натяжения на границе раздела твердое тело жидкость. Количество адсорбированного вещества (адсорбата) определяют по изменению его концентрации в растворе. Величина удельной адсорбции А для твердых адсорбентов (количество вещества, моль, адсорбированного 1 кг адсорбента) и равновесная концентрация в растворе при постоянной темпера- [c.172]

Другой метод заключается в определении предельно адсорбированных адсорбентом объемов жирных кислот или спиртов из водных растворов. Для некоторых адсорбентов и некоторых обесцвечивающих углей, в которых очень малых пор практически нет, предельная адсорбция, выраженная в молях и достигаемая при достаточно больших равновесных концентрациях, не зависит от длины углеродной цепи молекул. Это говорит о мономолекулярной адсорбции, наступающей к моменту насыщения поверхности адсорбента. Для микропористых адсорбентов предельная величина адсорбции уменьшается с ростом длины углеводородного радикала. [c.95]

Теория равновесной хроматографии. Количественные соотношения, рассматриваемые этой теорией, применимы как для жидкостной, так и для газовой хроматографии. Они могут использоваться, если происходит адсорбция на твердом адсорбенте или в очень тонком слое жидкости, нанесенном на поверхность твердого тела (эта разновидность хроматографического метода называется распределительной хроматографией), и в других случаях. Основное условие, при котором выполняется эта теория,— высокая скорость достижения равновесного отношения концентраций в фазах. Это условие выполняется, если сорбция протекает очень быстро или растворитель (инертный газ в случае газовой хроматографии) пропускается через слой сорбента медленно. Т( [c.73]

Карнаухов А. П. Усовершенствование методов определения удельной поверхности.. Толмачев А. М., Трубников И. Б., Артюшина Г. Г. Новый метод расчета равновесных характеристик адсорбции бинарных смесей веществ на микропористых адсорбентах. .................................. [c.154]

Толиачев А. М., Т р у б н ик о в И. Б., А р т ю ш и н а Г. Г. Новый метод расчета равновесных характеристик адсорбции бинарных смесей веществ на микропористых адсорбентах. — В кн. Адсорбенты, их получение, свойства и применение. Д. Наука, 1985, с. 61—66. [c.157]

А. К. Буряк, Д. П. Пошкус (Институт физической химии АН СССР, Москва). Применение существующих методов определения равновесных углов a jn и потенциальных барьеров Wq внутреннего вращения для молекул, содержащих крупные волчки, затруднено. На основании экспериментальных значений константы Генри К для адсорбции молекул, содержащих крупные волчки, на графитированной термической саже и зависимости значений К от угла внутреннего вращения (рассчитанных полуэмпирическим молекулярно-статистическим [c.91]

Данные табл. 32 подтверждают справедливость этого метода вычисления равновесной концентрации солюбилизата. По-видимому, мол но считать, что столь хорошее совпадение расчетных и экспериментальных значений Срсол в исследованных системах говорит в пользу рассмотренных выше представлений о сущности процессов, приводящих к совместной адсорбции на силикагеле ПАВ и солюбилизированных веществ, которые в отсутствие ПАВ на силикагеле не адсорбируются ни из полярных, ни из неполярных растворителей. [c.109]

Концентрировать многие миксовирусы при помощи сульфата аммония нельзя, так как наступает деструкция вирусной частицы. Для этой цели иногда используют метанол. Для большинства миксовирусов наиболее удобным предварительным методом концентрирования и очистки является метод адсорбции — элюции на формалинизиро-вапньтх эритроцитах или на некоторых неорганических сорбентах. Широко пснользуется дифференциальное центрифугирование. Самое широкое распространение для очистки и фракционирования миксовирусов получил метод ионообменной хроматографии. Метод равновесного центрифугирования в градиенте хлористого цезия не всегда применим при очистке некоторых миксовирусов. Поэтому используют градиентное центрифугирование в сахарозе, тартрате и цитрате калия. [c.9]

Анализ процессов адсорбции с неподвижным или движущимся адсорбентом упрощается, если течение происходит настолько медленно, что во всех точках колонны достигается равновесие. Это, нообщс говоря, невозможно в дифференциальных процессах разделения, например при экстракции в системе жидкость — жидкость, абсорбции или перегонке. Когда скорость течения очень мала, наиболее эффективными оказываются адсорбционные методы, а эти методы становятся неэффективными. Интересно, что при проведении процесса в равновесных условиях рабочая линия совпадает с кривой равновесия. [c.154]

Рассматриваются вопросы равновесной адсорбции н-парафинов средней длины цепи цеолитон 5Д. Показана применимость основного уравнения теории объемного заполнения дяя описания равновесной адсорбции н-парафинов при температурах выше 360 С. Предложено уравнение дяя расчета характеристической анергии в зависимости от молекулярной массы н-парафинов. Дпя исследованных систем н-парафин -цеолит проведено сопоставление разных методов расчета изостерических и дифференциальных теплот адсорбции. Определена тенденция изменения теплоты адсорбции н-пара ов в зависимости от степени заполнения ими цеолита. Илл.З, библ.17, табл.5. [c.144]

На рис. XVI, 12 изображена схема определения величины адсорбции по привесу адсорбента с помощью весов Мак-Бэна—Бакра. В гильзе 1 на кварцевой спиральной пружинке 2 подвешена чашечка с адсорбентом 3. Эта часть гильзы помещена в термостат 6. При впуске газа (пара) в установку вследствие адсорбции увеличивается вес адсорбента и кварцевая пружинка растягивается. Удлинение пружинки, предварительно прокалиброванной с помощью разновесов, непосредственно показывает массу адсорбированного вещества. Равновесное давление измеряется обычно ртутными манометрами Мак-Леода и и-образ-ным манометром 5. В случае адсорбции пара равновесное давление иногда удобно задавать, помещая источник пара—ампулу 4 с жидким адсорбатом в термостат 7, температура которого определяет давление пара в установке. Весовой метод значительно усовершенствован и автоматизирован в вакуумных установках с электромагнитными весами. [c.457]

Предположения об адсорбционном характере действия ПАВ в процессе кристаллизации веществ были доказаны [100] построением кривых зависимости количества адсорбировавшегося на парафине депрессора от равновесных концентраций его в растворе, представляющих собой типичные изотермы адсорбции. При изучении [101] адсорбции смол и асфальтенов на парафине спектрофотометрическим методом также получены кривые, характерные для адсорбционных процессов (рис. 59), а по характеру изменения электрического сопротивления 10%-ной сажевой суспензии в вазелиновом масле, содержащем ряд присадок, были оценены их адсорбционные свойства, [102]. Однако адсорбционный механизм действия присадок не всегда позволяет объяснить многообразие явлений, происходящих при кристаллизации в присутствии ПАВ такой сложной системы, как твердые углеводороды масляного сырья. Молекулы ПАВ наряду с высокой поверхностной активностью обладают свойством образовывать в растворах коллоидные агрегаты — мицеллы, а в некоторых случаях — и мицеллопо- [c.170]

Другой метод исследования граничных слоев и фаз основан нз эллиптической поляризации тонкой пленкой жидкости падающего линейно-поляризованного света и снятии изотерм полимолекуляр-ной адсорбции [40]. Метод довольно сложен в использовании и применим пока только к равновесным пленкам. Однако он позволяет проводить измерение толщин предельно тонких слоев. [c.76]

Уравнение Гиббса часто применяют для вычисления адсорбции на межфазных поверхностях эмульсий М/В. Благодаря значительной межфазной поверхности, эмульсии являются удобными системами для определения адсорбции посредством измерения падения концентрации эмульгирующего агента. Кокбейн (1954) успешно измерил поверхностные концентрации додецилсульфата натрия на межфазной поверхности эмульсии типа М/В и показал применимость уравнения Гиббса. Трудности возникают, когда замедляется достижение постоянного значения поверхностного или межфазного натяжения, например, в случае сильно разбавленных растворов, следов высоко поверхностно-активных примесей или при наличии макромолекул. Во-первых, все методы, связанные с увеличением межфазной поверхности — например, метод счета капель или метод дю Нуи — дают завышенные результаты (Педдэй и Расселл, 1960). Во-вторых, применение равновесной формулы к системе, поверхностное натяжение которой все еще медленно уменьшается (например, протеины), является сомнительным, так как скорость понижения а может быть [c.85]

A.A. Жуховицкий предложил следующий механизм сажо-эмулъгирования жидкостей. На границе раздела двух жидких фаз при взаимодействии двух веществ, каждое из которых растворимо только в одной из соприкасающихся фаз, образуется поверхностно активное соединение. Протекающая в существенно неравновесных условиях адсорбция образующегося вещества способна приводить к резкому снижению поверхностного натяжения и самопроизвольному диспергированию одной из фаз в другой. По завершении химической реакции образования на межфазной поверхности ПАВ, скорость его адсорбции по мере приближения к равновесным условиям падает, вследствие чего поверхностное натяжение может снова возрасти. Исходя из такого механизма был предложен следующий метод получения устойчивых эмульсий. Раствор ПАВ в дисперсной фазе, растворимый в обеих контактирующих жидкостях, интенсивно перемешивается с чистой дисперсионной средой. При этом происходит перенос ПАВ через межфаз-ную поверхность, что вызывает турбулизацию поверхности и приводит к образованию наряду с более крупными каплями (эмульсии) большого числа очень маленьких капелек (микроэмульсии), оказывающих стабилизирующее действие на систему. [c.17]

Наиболее распространенным прибором для определения адсорбции газов статическим методом является прибор, получивший название весов Мак-Бэна. Схема прибора изображена на рис. 34. В стеклянной гильзе 2 на кварцевой пружине 3 подвешивают чашечку 4, в которую помещают предварительно взвешенное количество испытуемого адсорбента. Эту часть гильзы помещают в термостат, который не должен препятствовать наблюдению за поведением пружины. При впуске посредством кранов 5 и 6 газа или пара в гильзу масса адсорбента увеличивается пропорционально количеству поглощенного газа, вследствие чего кварцевая пружинка растягивается. Если пружинка предварительно прокалибрована по разновесам, то по ее удлинению, измеряемому катетометром или измерительным микроскопом, можно судить о привесе адсорбента и, следовательно, рассчитать удельную адсорбцию газа. Равновесное давление газа, если оно составляет доли миллиметра ртутного столба, измеряют манометром Мак-Леода (на рисунке не изображен) или же [c.112]

К статическим весовым методам исследования адсорбции газов и паров на поверхности твердых тел относится также экси-каторный метод, самый простой по аппаратурному оформлению. Наиболее широко этот метод используется при исследовании адсорбции паров воды на поверхности твердых тел, так как определенное, заданное давление паров воды легко создать в термо-статируемом замкнутом сосуде (например, в эксикаторе), поместив в него насыщенный раствор какого-либо вещества с известным равновесным давлением паров растворителя (см. приложение VI). [c.47]

К динамическим относятся методы, в которых адсорбция газа или пара исследуется при пропускании его в смеси с неадсор-бирующимся газом-носителем (воздух, азот и др.) через слой адсорбента. В простейшем варианте этого метода равновесную адсорбцию определяют по изменению массы адсорбента после его полного насыщения, т. е. после того как концентрация адсорб-тпва на выходе из слоя адсорбента становится равной его концентрации на входе в слой. [c.47]

Для определения констант уравнения Фрейндлиха К и 1/п находят значения логарифмов х/т и Сравн и строят график линейной формы изотермы в координатах gxlm—1 Сравн. При проведении адсорбции на твердом адсорбенте определяют начальные и равновесные концентрации адсорбата в растворе. Выбор аналитического метода зависит от природы ПАВ. Для органических кислот, как правило, применяют титрование раствором щелочи в присутствии фенолфталеина. При наличии таких приборов, как потенциометры, кондуктометры или интерферометры, индикаторное титрование может быть заменено соответствующим физико-химическим методом анализа. Эти методы требуют построения кривых титрования или градуировочного графика по растворам известной концентрации, после чего определяют искомые концентрации путем прямых измерений (методику прямой кондуктометрии см. гл. 9, потенциометрическое титрование — гл. 10). Кондуктометрия и потенциомет-рия применимы только для анализа ионогенных ПАВ, например кислот, оснований, солей. С помощью жидкостного интерферометра можно определять концентрации растворов ПАВ любой природы (спиртов и т. д.). [c.174]

При получении коллоидных систем методом диспергирования работа, затрачиваемая на преодоление межмолекулярных сил при дроблении дисперсной фазы, запасается системой в виде свободной энергии на межфазной поверхности. Избыток свободной энергии делает систему термодинамически неустойчивой. Для придания сист.еме агрегативной устойчивости избыток свободной энергии должен быть уменьшен посредством адсорбции. Однако практически в результате адсорбции никогда не удается избавиться от свободной поверхностной энергии полностью, и поэтому устойчивость типичных коллоидных систем носит обычно временный характер. При дроблении вещества, понятно, увеличивается энтропия системы. Однако увеличение энтропии благодаря сравнительно большим размерам частиц не сказывается сколько-нибудь заметно на устойчивости коллоидного раствора. Только при очень малых межфазных поверхностных натяжениях увеличение энтропии может приводить к самопроизвольному диспергЦ. ойанию и образованию равновесных коллоидных систем. [c.239]

Получив у преподавателя образец адсорбента, определить для него равновесную статическую активность эксикаторным методом по насыщенным парам бензола. Отвесить три навески адсорбента пр 1 г на аналитических весах. Воспользовавшись данными работы 6 и уравнениями (IV. 10), (IV. 17), определить объем макропор. Чтобы найти объем микропор и переходных пор, надо провести опыт по адсорбции -бутилового или -пропилового спирта из водных растворов. Для этого приготовить водные растворы спирта следующих концентраций вммоль1л) 0,5 1,5 2 3. Построить калибровочный график зависимости показателя преломления от концентрации спирта. Взвесить на аналитических весах в 5 стеклянных ампулах с притертыми пробками по 1 г исследуемого адсорбента. Прилить 25 мл раствора различной концентрации. После 30-минутного перемешивания поместить 5 ампул с адсорбентом и раствором в термостат (25°С) на 6 ч. Одновременно внести в термостат еще 2 ампулы (контрольных) с параллельным н холостым опытом. Через 6 ч ампулы вынуть из термостата и содержимое их быстро отфильтровать через сухой беззольный фильтр. Определить показатели преломления равновесных растворов по калибровочному графику найти равновесные концентрации. [c.97]

Снять С, -кривые в 0,5 М растворе N32804, а затем в этом растворе с добавками 0,1, 0,03 и 0,01 М бутилового спирта. Сравнить площади под С, -кривыми, соответствующими чистому раствору и растворам с добавками органического вещества. Как было показано вы-П1е, их равенство свидетельствует о равновесности измеренных кривых. Методами прямого (в чистом растворе N32804) и обратного интегрирования (в растворах с добавками органического вещества) рассчитать <7, -зависимости в исследуемых растворах. Интегрированием полученных д, -кривых найти Аа, - или, используя опытные величины Оо, а, -зависимости. Определить при некоторых потенциалах адсорбцию молекул бутилового спирта в растворе, где его концентра- [c.181]

Потенциодинамический метод имеет определенное преимущество в информативности перед методом кривых заряжения, как и любой метод определения производной искомой функции перед интегральным методом. Это особенно проявляется при изучении образования адсорбированных атомов — адатомов, возникающих из ионов раствора при их адсорбции на поверхности электродов до того, как оказывается термодинамически возможным образование соответствующей фазы ( дофазовое выделение вещества). Фактически рассмотренную выше адсорбцию водорода и кислорода на платине можно трактовать как процесс образования адатомов, так как слой Яадд возникает из ионов HjO+ значительно раньше (на 0,35—0,4 В), чем начинается выделение молекулярного водорода, а адсорбированные атомы кислорода образуются за счет разряда молекул воды или ионов ОН при потенциалах, лежащих отрицательнее обратимого кислородного на 0,5—0,6 В. Образование адатомных слоев (или субмонослоев) до достижения равновесных потенциалов соответствующих систем описано в настоящее время при адсорбции большого числа катионов (Си +, Ag+, РЬ +, Bi +, Sn +, Hg2+, Т1+ и др.) и анионов (1 , S и др.) на электродах из Pt, Rh, Pd, Au и других материалов. Причина этого явления состоит в том, что энергия связи между металлом-субстратом и атомом-адсорбатом оказывается во многих случаях значительно больше, чем энергия связи между атомами в фазе адсорбата. [c.202]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология