Изотермы адсорбции определение

Методы определения поверхности по изотермам адсорбции [c.295]

Изотерма адсорбции. Капиллярная конденсация. Количество газа или растворенного вещества, адсорбируемое определенным количеством данного адсорбента, зависит и от вида газа или раствора, и о условий протекания процесса, в первую очередь от давления газа или концентрации растворенного вещества, и от температуры. При прочих одинаковых условиях влияние давления или концентрации газа на адсорбируемое количество его может быть изображено кривыми рис. 132, называемыми изотермами адсорбции. Наиболее типичной является верхняя кривая на рис. 132. [c.366]

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]

Методами, которые служат для определения строения поверхности дисперсных веществ, являются изучение формы изотермы адсорбции, определение дифференциальных теплот адсорбции и прогрессивное отравление катализаторов. В задачу настоящей статьи не входит детальный разбор всех результатов указанных исследований, и мы ограничимся только некоторыми примерами, чтобы продемонстрировать наличие значительных противоречий среди полученных экспериментальных данных. [c.436]

Для определения удельной поверхности з обычно применяются изотермы адсорбции паров простых веществ (N2, Аг, Кг) при низких температурах (большие значения величины С). При этом за стандарт принята величина для азота, адсорбированного при —195 °С (78 °К) на графитированной саже, равная 16,2 А . Определив с помощью низкотемпературной адсорбции стандартного пара удельную поверхность адсорбента з, легко далее решить и обратную задачу—найти величину (и для какого-либо другого адсорбата, определив на опыте изотерму адсорбции его пара и найдя величину емкости монослоя а из графика, аналогичного показанному на рис. XVI, 9. [c.454]

Изотерма адсорбции определенного вещества представляет практический интерес для характеристики активного угля, используемого при рекуперации растворителей. Большое теоретическое значение имеют изотермы адсорбции для расчета удельной поверхности и распределения пор в активных углях. Кроме того, изотермы некоторых веществ (например, бензола, четыреххлористого углерода) используются для сравнительной оценки сорбционных свойств углей. [c.71]

Газохроматографические измерения на напористых адсорбентах [27, 40] и даже на кристаллических тонкопористых (например, на цеолитах) [55] при соблюдении необходимых предосторожностей и оптимизации динамических и кинетических факторов работы колонны позволяют получить значения константы Генри, близкие к находимым путем экстраполяции равновесных изотерм адсорбции, определенных статическими методами [166, 167]. Значительным преимуществом элюционного газохроматографического метода является возможность исследования изотермы адсорбции при малых заполнениях поверхности благодаря высокой чувствительности детекторов. Методом фронтальной газовой хроматографии, например с последующей тепловой десорбцией при регулировании концентрации адсорбата в газовой фазе с помощью термостатирования жидкого адсорбата, насыщающего газ-носитель, можно объединить преимущество статического метода (заведомое достижение равновесия) с высокой чувствительностью хроматографического детектирования [161]. Элюционный метод удобнее использовать при более высоких температурах, а метод тепловой десорбции — при обычных и более низких. [c.67]

Из хроматограмм были определены величины удельных удерживаемых объемов ксенона на кристаллах цеолита ЫаХ при малых заполнениях V . Из изотерм адсорбции, определенных статическим методом, так же, как и в работе [8], были определены константы равновесия адсорбат-адсорбент К мм рт. ст.)- [9] (константы Генри). Эти величины К, полученные при обработке статических изотерм адсорбции [8], были пересчитаны в значения Ущ мл г по формуле К кТ а . [c.63]

Физическая адсорбция представляет собой обратимый равновесный Процесс. Функциональная зависимость избирательной адсорбционной емкости адсорбента от концентрации адсорбируемого вещества при постоянной температуре называется изотермой адсорбции. Эта зависимость определяется экспериментально путем приведения в контакт измеренного объема V бинарной смеси, содержащей известную объемную долю лучше адсорбируемого компонента с определенным весовым количеством т адсорбента в замкнутом сосуДе, Концентрация лучше адсорбируемого компонента или адсорбата быстро уменьшается, но после определенного периода достигается равновесие и дальнейшего изменения концентрации не происходит. Для бинарных смесей изотермы часто рассчитываются для кажущейся избирательной адсорбции, вычисляемой по уравнению [c.137]

В области концентраций, более высоких, чем отвечающие предельно разбавленным растворам, простейшее уравнение изотермы растворимости Генри уже не соблюдается. Для нахождения зависимости величины 7 от мольной доли л . в этой области значений концентраций надо определить изотерму равновесия Сд==/1(с) или х =[ р) из формы хроматографической кривой так же, как это было показано выше в случае определения изотермы адсорбции из газо-хроматографических данных, т, е. графическим интегрированием (см. стр. 589 сл.). В этом случае значения парциального давления р находят из соответствующих значений концентрации с выходящего из колонки газа. Величину растворимости а определяют интегрированием хроматографической кривой до соответствующего значения с. По найденному значению растворимости а вычисляют соответствующую величину мольной доли л и находят коэффициент активности пользуясь формулой (118) [c.594]

Для расчета массообменных аппаратов с неподвижным слоем сорбента необходимо определять профили концентраций (зависимости с от 2 и X от г при данном т) и выходные кривые (зависимости с от т при данном г). В общем случае их определение требует численного решения системы, состоящей из уравнения материального баланса (111.79), уравнения изотермы адсорбции и уравнений, описывающих скорость массопереноса. [c.67]

Кинетика реакций на неоднородной поверхности. При невыполнении одного из постулатов Лангмюра (см. раздел 1.2) вид изотермы адсорбции меняется. Подставляя в формулы (11.88)—(П.90) уравнение любой изотермы адсорбции, отличной от лангмюровской, получаем видоизмененные кинетические зависимости, характеризующие процесс на неоднородной поверхности или при взаимодействии молекул в адсорбированном слое. Если адсорбционное равновесие не достигается, соответствующие неравновесные зависимости получают, заменяя уравнения изотерм адсорбции зависимостями степеней заполнения поверхности от концентраций реагентов в объеме, определенными из условия баланса потоков адсорбции, собственно реакции и десорбции. [c.85]

Совершенно другая картина будет наблюдаться, если адсорбируются молекулы крупного размера, к которым можно отнести и стандартное вещество — бензол. По экспериментальной изотерме адсорбции бензола на цеолите КаХ при температуре кипения Т =353 К была рассчитана плотность адсорбированного бензола, которая составила 758 кг/м . Молекула бензола имеет циклическое строение при наличии трех л-связей. Несмотря на определенную компактность молекул бензола, плотность адсорбированной фазы бензола значительно ниже плотности нормальной жидкой фазы 815 кг/м при температуре кипения. [c.29]

Однако изучение влияния концентрации на адсорбируемость предельных углеводородов на силикагеле из бинарных смесей показало, что в большинстве случаев канедый из компонентов лучше адсорбируется в какой-то определенной области концентраций, так что изотерма адсорбции приобретает З-образный вид (см. рис, 6). Так так в некоторой области концентраций концентрация растворенного вещества после адсорбции оказывается больше, чем до адсорбции, то в этом случае применение уравнения (1) для концентрации растворенного вещества дает отрицательную величину. Для всех изотерм 8-образного типа адсорбция всегда положительна при низких концентрациях растворенного вещества и отрицательна при высоких концентрациях. [c.137]

Однако существует метод приближенного определения по известной изотерме адсорбции диэтилового эфира (см. рис. 43). [c.206]

В соответствии с изотермой адсорбции составляем таблицу для определения интеграла [c.208]

Получив с помощью уравнения (116) изотерму адсорбции, можно ее обработать рассмотренными в главах XVI, XVII и XIX способами и получить, например, методом БЭТ (см. сгр. 454) емкость плотного монослоя и величину удельной поверхности адсорбента, а также получить изменение химического потенциала исследуемого вещества при адсорбции, откуда можно вычислить зависимость коэффициента активности адсорбата от заполнения иоверхности. Из серии хроматограмм, определенных при разных температурах, можно получить соответствующую серию изотерм адсорбции и определить нз них зависимость дифференциальной теплоты адсорбции от заполнения поверхности, дифференциальные энтропии и другие термодинамические характеристики адсорбции при разных заполнениях. Результаты таких газо-хроматографических исследований при благоприятных условиях опыта близки к результатам статических методов. [c.592]

Легко видеть, что это уравнение сходно с уравнением Фрейндлиха и, следовательно, отвечает параболическому участку изотермы адсорбции. Определение констант К и Лпр в уравнении Ленгмюра возможно провести путем подстановки экснерименгальпых значений с и А в это уравнение и решения системы двух уравнений с двумя неизвестными. Однако более удобен графический способ определения констант. [c.336]

Изотермы адсорбции, определенные при очень низких давлениях, в одних случаях также оказываются линейными, а в других случаях — искривленными. Так, например, Чаплин [2 ] нашел, что адсорбция азота на угле при 25° в интервале давлений от 2-10 до 1,3-10" является линейной функцией давления. Наряду с этим Поляни и Вельке провели измерение трех изотерм адсорбции двуокиси серы на угле в интервалах давленш от 5 Ю до 1,6 10 3 от 1 10 до 6 10-3 и от 7 10- до 2,8 10 мм. Все три изотермы оказались нелинейными. [c.105]

Активность углей по отношению к различным сточным водам, зависящая от качественных показателей сорбата и сорбента, оценивается максимальной величиной адсорбции. Эта величина соответствует определенной концен рации сорбата в растворе после установления равновесия, в распределении сорбата мевду жидкой и твердой фазами при постоянной теш1вратурв и pH растворе. Графическое изображение функциональной зависимости этих двух величин называется изотермой адсорбции. Определение изотерм адсорбции широко практикуется для подбора наиболее эффективного адсорбента [42]. [c.7]

Поскольку давление, объем и температура связаны между собой уравнением Клапейрона, то зависимость одного типа может быть преобразована в зависимость другого типа. Поэтому достаточно остановиться на рассмотрении изотерм адсорбции. На прак тике наиболее часто используются изотермы Лэнгмюра, Фрейндлиха, Генри, Шлыгина—Фрумкина—Темкина—Пыжова, Бру-науэра—Эммерта—Теллера (БЭТ) (табл. 3.1). Каждая из них связана с определенными допущениями относительно структуры поверхности адсорбента, механизма взаимодействия молекул адсорбента и адсорбата, характера зависимости дифференциальных теплот адсорбции от степени заполнения поверхности катализатора адсорбатом. Например, наиболее широко используемая изотерма Лэнгмюра основана на следующих допущениях 1) поверхность адсорбата однородна 2) взаимодействие между адсорбированными молекулами отсутствует 3) адсорбция протекает лишь до образования монослоя 4) процесс динамичен, и при заданных [c.150]

Изучение обратимости адсорбционных равновесий на морденитах показало, что в адсорбционной области изотермы адсорбции, определенные на дегидратированных при 350° С образцах, располагались заметно выше изотерм десорбции, что свидетельствовало об удалении при дегидратации не только адсорбированной воды, но и некоторого количества структурной воды, которое восстанавливалось при высоких относительных давлениях. Последовательные изотермы адсорбции после эвакуирования без нагревания совпадали с изотермами десорбции. Эти обратимые изотермы применялись для анализа параметров микропористой структуры. Параметры переходных пор определялись по десорбционным ветвям капиллярной к"оиденсации при 21° С в интервале равновесных относительных давлений от 0.40 (для точки необратимого гистерезиса) до 1. [c.119]

Уравнение (11) содержит величину, которая недоступна для прямого экспериментального определения, а именно V — объем мультимолекулярных слоев красителя на межмицеллярных поверхностях волокна. Однако из изотерм адсорбции определенных красителей можно вычислить значения этого объема, которые довольно значительно отличаются друг от друга для различных видов целлюлозных материалов. Так, увеличение поглощения красителя хлопком при мерсеризации можно объяснить тем, что щелочь в процессе мерсеризации, разрывая водородные связи между цепями целлюлозы, увеличивает межмицел-лярную поверхность волокна. Для V в (И) получаются значения, равные 0,30 и 0,50 л кг для необработанного и соответственно мерсеризованного хлопка, который окрашивается Хризофенином G. [c.315]

Вопрос о том, из чего состоит активная поверхность при любой данной температуре, является сложным. Оп пе монсет быть решен па основе простой изотермы Ленгмюра. Как мы уже отмечали, в случае Иг наблюдаготся большие изменения в теплоте сорбщш. Эти изменения в свою очередь могут сильно изменить температуру активной поверхности и, таким образом, привести к аномальной зависимости скорости реакции от давления. Эти важ1ше детали могут быть выяснены только путем прямого непосредственного определения уравнения изотермы адсорбции. [c.549]

Для выяснения тех пределов адсорбционного сродства, внутри которых растворители могут быть использованы в качестве десорбеитов для промышленных процессов, целесообразно ввести эмпирическое понятие индекса адсорбционного сродства, который в дальнейшем будет называться индексом адсорбции (ИА) [231. За индекс адсорбции какого-нибудь соединения принимается его кажущаяся адсорбция, выраженная в миллилитрах на килограмм адсорбента при равновесной концентрации 0,2% объемн. в определенном растворителе (обычно в к-гептаие или в другом продельном углеводороде). Если построить графики изотерм адсорбции для веществ с сильно различающимся адсорбционным сродством, применяя в качество единицы количества адсорбента 1 кг, то индекс адсорбции будет выражаться ординатой точки пересечения вертикали, соответствующей концентрации с=0,2%, с данной изотермой. Выбор концентрации 0,2% в известной мере произволен, но эта концентрация была выбрана с тем, чтобы по меньшой мере для того интервала значений индекса адсорбции, в котором лежат все углеводородные системы, индекс адсорбции был пропорционален количесигу гептана, затрачиваемому для десорбции данного соединения из силикагеля и подсчитываемому по уравнению типа (24). [c.158]

Для более точных определений адсорбционные равновесия исследуют при нескольких температурах. Например, получают несколько изотерм адсорбции (см. рис. XVI, 5). Проводя изостеры—линии ra= onst (или 6= onst, так как мало зависит от температуры), получают серии значений равновесного давления р при разных температурах. Откладывая соответствующие значения 1пр Б функции ЦТ, изображают изостеры в виде линий, наклоны которых позволяют найти [c.484]

Трехмерные модели, описывающие пространство пор также весьма многочисленны. Наиболее распространены сети трубок, аналогичные двумерным сетям Фотта. Основные различия между ними проанализированы в работе [27]. Модели трубок с большими координационными числами могут использоваться для получения распределения связности сети или моделей анизотропных сред исключением части трубок по определенной программе. В этих моделях размеры и форма узлов и ветвей пористого пространства либо оговариваются [28], например для определения изотерм адсорбции или потока вязкой среды, либо не имеют значения и модель рассматривается как топологическая сеть со взвешенными ветвями [29]. [c.130]

Количественный анализ закономерностей адсорбционно-десорб-ционных явлений обычно строится на основе изучения характера изотерм, изобар и изостер адсорбции. Изотерма адсорбции показывает, каким образом количество адсорбированного вещества зависит от равновесного давления данного газа при постоянной температуре. Изобара адсорбции выражает изменение количества адсорбированного вещества в зависимости от температуры Т при постоянном давлении. Изостера адсорбции выражает зависимость между равновесным давлением Р и температурой адсорбции Т для определенного количества адсорбированного газа V. [c.150]

Равновесное распределение коицеитоаций извлекаемого компонента в газовой (жидкой) и твердой фазах при определенной температуре описывается изотермой адсорбции [c.147]

Основная задача изотермической динамики адсорбции в неподвижном слое адсорбента была сформулирована академиком М. М. Дубининым [6] и заключается в предвычисленин основных функций процесса динамики адсорбции (L, t) и a(L, t) на основе знания уравнения изотермы адсорбции и основных коэффициентов уравнения кинетики. Задача определения параметров изотермы ТОЗМ и эффективных коэффициентов внутренней диффузии на основе минимального экспериментального материала решена нами в предыдущих разделах. Здесь рассмотрим математическую модель однокомпонентной изотермической динамики адсорбции в неподвижном слое зерен адсорбента для реальных сорбционных процессов. Вообще, как и при моделировании любых физических процессов, в динамике адсорбции принято использовать модели различной сложности в зависимости от поставленной цели. Цель нашей работы — получение аналитических решений системы уравнений, описывающих реальный динамический процесс в системе адсорбируемое вещество — адсорбент как в линейной, так и нелинейной области изотермы с учетом различных размывающих эффектов. Аналитические решения позволят сравнительно легко проанализировать зависимость процесса от основных физико-химических параметров, определяющих равновесные и кинетические свойства системы, а также переходные функции процесса. Математическая модель однокомпонентной динамики адсорбции в неподвижном слое зерен адсорбента включает следующие основные уравнения. [c.58]

Величины 5м были рассчитаны из предположен 1я, что молекулы представляют собой сферы, образующие гексагональную упаковку [43]. Было предположено также, что плотность адсорбата на поверхности равна плотности соответствующего жидкого или твердого вещества, взятого при температуре измерения адсорбции [38, 43]. Чаще всего при определении удельной поверхности в качестве адсорбата используется азот, и величина 5м для него принимается равной 16,2 А . В ряде работ [15,48] имеются указания на то, что 5м для азота при— 95 "С может изменяться от 14,5 до 19 А на молекулу на разных поверхностях вследствие различий в ориентации, упаковке и силе взаимодействия с поверхностью. При адсорбции азота, как правило, юлучаются изотермы II типа с крутым изгибом, при этом значения о , рассчитанные с помощью уравнения БЭТ, и значение Vв очень близки. Поэтому азот представляется особенно удобным адсорбатом, позволяющим проводить экспериментальную проверку правильности определения удельной поверхности путем расчета по изотерме адсорбции [37]. [c.295]