химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

са. В этом случае концентрация в поверхностном слое прямо пропорциональна концентрации газа в объеме:

са = Кс (XVI, 1в)

Для идеальных газов концентрация равна c=plRTt поэтому

=

Полное количество адсорбата а, приходящееся на 1 г адсорбента, т. е. находящееся в объеме адсорбционного слоя va=sz (где s—удельная поверхность, а т—толщина этого слоя), равно

а = vaca = szca (XVI, 2)

и выражается, например, числом молей на 1 г адсорбента.

Количество адсорбата а, приходящееся на единицу поверхности адсорбента (поверхностная концентрация), составляет:

а = JL = ХСд (XVI, 3)

Оно выражается числом микромолей на 1 ж2 или числом молекул на 100 А2.

Из уравнений (XVI, 1в), (XVI, 1г) и (XVI, 2) получаем:

а = vaKc= va^r.p (XVI, 2а)

Так как удельная поверхность данного адсорбента и толщина адсорбционного слоя при рассматриваемых условиях являются постоянными, то yfl=const, а следовательно

а = Ка,рР (XVI, 26)

где KatP=vaK/RT. Соответственно в расчете на единицу поверхности:

а = т/(с == iKplRT = К«, Рр (XVI, За)

Таким образом, при малых давлениях газа величина адсорбции а (на 1 г адсорбента) или ее (на единицу его поверхности) пропорциональна концентрации или давлению адсорбата в газовой фазе. Это соотношение для адсорбции аналогично уравнению Генри для растворимости газа. Уравнение (XVI, 1в), как- и каждое из уравнений (XVI, 1г), (XVI, 2а), (XVI, 26) или (XVI, За), является простейшим уравнением изотермы адсорбции. Оно называется уравнением Генри для изотермы адсорбции, а его константа—константой Генри.

В отличие от измеряемой на опыте величины а, зависящей of удельной поверхности адсорбента, величины концентраций с„и« определяются лишь химической природой компонентов системы адсорбент-fадсорбат (для данных р и 7"), т. е. являются величинами абсолютными. Эти абсолютные величины адсорбции для непористых или крупнопористых адсорбентов с поверхностью определенного состава являются физико-химическими константами.

Часто вместо концентрации удобнее пользоваться величиной б, выражающей степень заполнения (или, просто, заполнение) поверхности данным адсорбатом:

b = Jl_ = — = ^- [(XVI, 4)

сат ат ат

гДе cflOT, ат и ат—величины объемной концентрации поверхностного слоя, адсорбции и поверхностной концентрации, соответствующие плотному заполнению поверхности мономолекулярным слоем молекул данного адсорбата. Из определения (XVI, 4) и уравнений (XVI, 1г), (XVI, 26) или (XVI, За) следует, что уравнение Генри для изотермы адсорбции может быть выражено через 6:

К Ка„ К„0 „„„ ^ч

т. е. заполнение поверхности «в области Генри» пропорционально давлению адсорбата в газовой фазе.

На рис. XVI, 1 показаны изотермы адсорбции при 20 °С паров бензола и четыреххлористого углерода на графитированной при температуре около 3000 °С саже, поверхность которой состоит в

основном из базисных гра0.75\ 1— 1 1 ней графита и поэтому

весьма однородна. Из рисунка видно, что в области

0,5 | 1 -?Л 1 малых концентраций (дав^ j / ^ лений) газа изотерма адого

сорбции приближается к линейной, т. е. к уравнению Генри. Эти изотермы полностью обратимы, т. е. кривая десорбции совпа-2Q дает с кривой адсорбции.

t.o

Отклонения от этого простейшего уравнения изотермы адсорбции, означающие, что коэффициент активности не равен единице, обусловлены в случае однородной поверхности адсорбента (как и соответствующие отклонения от уравнения Генри при распределении вещества между объемными фазами) силами взаимодействия между молекулами адсорбата в адсорбционном слое. Обычно это силы г,О притяжения; при приближении к плотному за- дополнению поверхности они переходят в силы отталкивания.

05

ае

О

Коэффициент активности 7а адсорбата в адсорбционном слое может быть вычислен по уравнению (XVI, 16) и (XVI, 26) или (XVI, За):

к . р —к,Р ~а~~*а'р' а (XVI, 6)

Рис. XVI, 2. Зависимость коэффициентов активности бензола (/) и четыреххлористого углерода (2) от степени заполнения поверхности графитированной сажи.

Константы равновесия Ка или К% не зависят от концентрации. Их числовые значения могут быть определены из начальной части изотермы адсорбции на однородной поверхности (область Генри) по уравнениям (XVI, 26) или (XVI, За). Отношения же р/а или р/а при разных давлениях должны быть определены из экспериментальной изотермы адсорбции в широком интервале значений р. На рис. XVI, 2 показаны зависимости та от в для бензола и четыреххлористого углерода на поверхности графитированной сажи, полученные из изотерм адсорбции, приведенных на рис. XVI, 1.

§ 4. Уравнение изотермы адсорбции Лэнгмюра. Адсорбция смеси

газов

Число мест на поверхности, на которых могут разместиться молекулы адсорбата, ограничено. Иными словами, концентрация са в мономолекулярном слое может быть повышена лишь до некоторого предельного значения сат, при котором все места, пригодные для адсорбции данного вещества, уже заняты. Влияние этого фактора на вид изотермы адсорбции проще всего рассмотреть, предполагая, что

страница 164
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
слесарь по ремонту автомобилей обучение
новогоднее представление 13 месяцев динамо
актракционы 5д в москве
какой гироскутер купить отзвыв

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.11.2017)