Основные экспериментальные зависимости адсорбции

АДСОРБЦИЯ НА ОДНОРОДНОЙ ТВЕРДОЙ ПОВЕРХНОСТИ

УРАВНЕНИЕ ЛЭНГМЮРА

Методические указания к выполнению расчетной лабораторной работы по дисциплинам «Поверхностные явления и дисперсные системы» и «Коллоидная химия» для студентов ИПР

Составитель Е.В. Михеева

УДК 541.18(076.5)

ББК 24.6Я73

Методические указания рассмотрены и рекомендованы
к изданию методическим семинаром кафедры
физической и аналитической химии ИПР

« 13 » сентября 2010 г.

Зав. кафедрой ФАХ

доктор хим. наук,

профессор ____________ А.А. Бакибаев

Рецензент

Кандидат химических наук

Доцент кафедры ФАХ ИПР ТПУ

Н.П. Пикула

© Составление. ГОУ ВПО НИ ТПУ, 2011

© Михеева Е.В., составление, 2011

© Оформление. Издательство Томского
политехнического университета, 2011

Адсорбция на однородной твердой поверхности. Уравнение Лэнгмюра

План коллоквиума

По теме «Адсорбция на границе твердое тело - газ»

1. Адсорбция. Количественные способы выражения величины адсорбции. Физическая и химическая адсорбция. Экспериментальные зависимости адсорбции.

2. Теория мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра. Уравнение мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра. Расчет констант в уравнении Лэнгмюра.

3. Эмпирическое уравнение адсорбции Фрейндлиха. Расчет констант в уравнении Фрейндлиха.

4. Теория полимолекулярной адсорбции Поляни. Основные положения. Адсорбционный потенциал. Особенности характеристической кривой.

5. Теория адсорбции БЭТ. Основные положения. Уравнение полимолекулярной адсорбции БЭТ. Расчет констант в уравнении БЭТ. Применение уравнения теории БЭТ к описанию изотерм адсорбции различного вида. Ограничения теории БЭТ.

6. Адсорбция на пористых сорбентах. Классификация пористых сорбентов. Капиллярная конденсация на пористых сорбентах.

Список литературы

1. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. – М.: Химия, 1989. – С.129-174.

2. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. – СПб: Химия, 1995. – С.150-178.

3. Воюцкий С.С. Курс коллоидной химии. – М.:Химия, 1976. – С.8-113.

4. Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия. – М.: Химия, 1995. – С. 62-64, 68-77, 98-102.

5. Шершавина А.А. Индивидуальные задания по коллоидной химии: учебн.пособие. – Минск: Новое знание, 2008. – С.112 – 126.

Теоретическая часть

Адсорбция – процесс самопроизвольного перераспределения компонентов системы между поверхностным слоем и объемной фазой, т.е. поглощение одного вещества поверхностью другого.

С термодинамической точки зрения адсорбция – самопроизвольный процесс выравнивания химических потенциалов компонента в объеме системы и поверхностном слое. Этот процесс происходит вследствие стремления к минимуму поверхностной энергии или энергии Гиббса системы.

Основные экспериментальные зависимости адсорбции

Т2 > Т1 А=fT(C), A=fT(p)

1. Изотерма адсорбции – зависимость адсорбции от равновесного давления или равновесной концентрации при Т=const. С повышением температуры увеличивается десорбция, следовательно, адсорбция уменьшается.

А=fС(Т), A=fр(Т)

2. Изобара (изопикта) адсорбции – зависимость адсорбции от температуры при постоянной концентрации или давлении адсорбата (С, р=const): 1 – изобара при физической адсорбции, 2 – при хемосорбции.

С=fА(Т), р=fА(Т)

3. Изостера адсорбции – зависимость концентрации или парциального давления от температуры при постоянной величине адсорбции А=const (расчетная зависимость, позволяющая определить теплоту адсорбции).

Наиболее распространенной зависимостью, получаемой экспериментально, является изотерма адсорбции, так как проще всего обеспечить постоянство температуры.

Количественные закономерности адсорбции делятся на две группы: закономерности, описывающие адсорбцию на однородных поверхностях, и закономерности для пористых адсорбентов. Это объясняется различием в энергетическом состоянии однородной и пористой поверхностей, и, соответственно, различием в количественном описании протекающих на них процессов адсорбции.

Примером непористых адсорбентов с однородной поверхностью могут служить графитированные термические сажи, листочки расщепленного графита или других кристаллов, имеющих слоистую структуру.

Моделью, описывающей адсорбцию на однородной твердой поверхности, может служить теория мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра.

Поиск по сайту: