Модуль 03: «Физхимиялық талдау»
СОӨЖ №3 Адсорбциялық тепе – теңдіктер
жүктеу/скачать 2,72 Mb.
|
fkh grm,gd -19-1.2020 (1)-7
| СОӨЖ №3
Адсорбциялық тепе – теңдіктер. Адсорбция шамасы адсорбент бетінің табиғатына, адсорбат табиғатына және концентрациясына (қысымына) температураға жыне т.б. байланысты. Берілген температурадағы адсорбцияның адсорцияланатын заттың көлемдік фазадағы концентрациясына тәуелділігі адсорбция изотермасы деп аталады. Шексіз сұйытылған ерітінділердің немесе газдар қоспасынан адсорбция Генри заңына бағынады: немесе мұндағы: және – Генри тұрақтылары; С – көлемдік фазадағы адсорбат концентрациясы; р – адсорбаттың буының қысымы. Жоғарылау концентрациядардағы және тегіс беттегі дарамолекулалық адсорбция изотермасының аналитикалық өрнегі Ленгмюр изотермасының теңдеуі болып табылады: немесе мұндағы: – шектік дарамолекулалық адсорбция – дара қабат сыйымдылығы; К және – адсорбциялық тепе – теңдік константалары, адсорбция энергиясын сипаттайды. Будың жоғары қысымдарында адсорбция изотермасы Ленгмюрдің біріктірілген теориясының жалпы теңдеуімен – БЭТ (Брунауэр, Эммет, Теллер) көпмолекулалық адсорбция теңдеуімен өрнектеледі: мұндағы: С – конденсирленген адсорбаттың адсорбент бетімен әрекеттесу энергиясын сипаттайтын тұрақты; – адсорбаттың қаныққан буынынң қысымы. Ленгмюр және БЭТ теңдеулері адсорбент, катализатордың және т.б. дисперстік жүйелердің меншіктік бетін анықтауда кең қолданылады. Меншікті беттің дарақабат сыйымдылығымен байланысты: мұндағы: – Авогадро саны; – қаныққан адсорбциялық қабатта адсорбаттың бір молекуласы алатын ауданы. Өтпелі кеуектері бар қатты денелердегі (мезокеуекті адсорбенттер) адсорбцияны сипеттау үшін Кельвиннің капиллярлық конденсация теңдеуін қолданады. Оның көмегімен кеуектердің өлшемін анықтауға болады. Егер денеде негізінен микрокеуектер болса, онда микрокеуектердің көлемдік толтырылу теориясының теңдеуі қолданылады: мұндағы: V – берілген қысымда толтырылған кеуектер көлемі; – адсорбенттегі кеуектердің жалпы көлемі; – адсорбат табиғатын сипаттайтын аффин коэффициенті; Е – адсорбцияның сипаттамалық энергиясы; п – 1 – ден 6 – ға дейінгі бүтін сандар болатын дәреже көрсеткіші. Адсорбцияның энергетикалық параметрлерін әдетте адсорбцияның температуралық тәуелділіктерінен есептейді. Мысалы, Клайперон – Клаузиус немесе Вент – Гофф теңдеулерінен келесі изотераны алуға болады: мұндағы: – адсорбция кезінде энтальпия өзгерісі. Осы теңдеудің координаталарында тұрғызылған тәжірибелік тәуелділік бойынша (қисаю бұрышының тангенсі бойынша) (берілген А – да) берілген толтырылу дәріжесіндегі адсорбция энтальпиясының дифференциалдық мольдік шамаларын анықтауға болады. Адсорбцияның стандарттық Гиббс энергиясы адсорбцтя тепе – теңдік константасымен К келесі қатынас арқылы байланысады: Стандарттық энтальпия мен Гиббс энергияларын біле отырып, адсорбция энропиясын оңай есептеуге болады. БАЗ – дың адсорбциялық қабілеті жоғары болады, олар үшін . Сондықтан БАЗ – ға қатысты Гиббс және Генри теңдеуін шешуге болады. ерітіндіде БАЗ – ң төменгі концентрациядағы – ң сызықтық изотермасын береді: мұндағы: – еріткіштің беттік керілуі. – беттік (екі өлшемді) қысым десек, мұндағы: – 1 моль БАЗ таралған бет. Гиббс және Ленгмюр теңдеуін бірге шешу Шишковский теңдеуін береді: Екі өлшемді газ теңдеуі бұл жағдайда: жүктеу/скачать 2,72 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|