wymagania5 bmp

38 4. RÓWNOWAG! ADSORPCYJNE DLA UKŁADU GAZ-CIAŁO STAŁE

Dla układów węgiel aktywny-pary związków organicznych [26] stała K i wykładnik potęgowy N można uzależnić od temperatury T za pomocą następujących równań

K = K_i + K₁(T- 273) + K, (T - 273)² +...    (4.16)

N = N, + N₂ (J - 273) + N₃ (T - 273)² +...    (4.17)

4.2.3. Izoterma adsorpcji Langtnuira

W latach 1916-1918 Langmuir [19] zapoczątkował współczesną teorię adsorpcji. Przyjął on założenie, że na powierzchni adsorbentu znajduje się określona liczba miejsc aktywnych, proporcjonalna do wielkości powierzchni. Na każdym takim miejscu może się zaadsorbować tylko jedna cząsteczka adsorbatu. Energia stanów każdej zaadsorbowanej cząsteczki nie zależy od obecności innych atomów lub cząsteczek adsorbatu w sąsiedztwie rozpatrywanego miejsca. Wiązanie adsorbatu z adsorbentem może być chemiczne lub fizyczne, ale w każdym przypadku dostatecznie silne, aby zaadsorbowane cząsteczki nie przemieszczały się po powierzchni. Zjawisko to określa się adsorpcją zlokalizowaną.

Maksymalne stężenie warstwy powierzchniowej jest równe całkowitej ilości wszystkich miejsc aktywnych przypadających na jednostkę powierzchni adsorbentu a_m. Jeżeli prężność par nad adsorbentem wynosi p, to w stanie równowagi tylko a miejsc aktywnych będzie zajętych przez adsorbowane cząsteczki, natomiast a₀ miejsc aktywnych będzie wolnych.

Maksymalną wartość adsorpcji można obliczyć z równania

a,„ = a + a0	(4.18)
Przyjmując, że dla stanu równowagi
* = — a0p stąd k= ° . p(am - a )	(4.19)
	(4.20)
więc
a' =kp(am - a)	(4.21)
po przekształceniu
. kp a =am 1 +kp	(4.22)

gdzie: a - adsorpcja równowagowa przy prężności p, a_m - maksymalna wielkość adsorpcji odpowiadająca całkowitemu pokryciu powierzchni jednoczą-steczkową warstwą adsorbatu, k - wielkość charakterystyczna dla układu adsor-bat-adsorbent zależna od temperatury.

W obszarze bardzo małych ciśnień w fazie gazowej k p < 1 i wtedy równanie Langmuira przyjmuje postać równania Henry’ego

a =Kp    (4.23)

Jeżeli ciśnienie adsorbującej się substancji w fazie gazowej jest duże, to kp > 1 i wówczas

a = fl_m    (4.24)

Z powyższych równań wynika, że wielkość adsorpcji początkowo rośnie proporcjonalnie do ciśnienia, następnie wzrost ten stopniowo się zmniejsza i przy dostatecznie dużych ciśnieniach gazu lub pary osiąga wartość stalą. Następuje wysycenie powierzchni adsorbentu jednocząsteczkową warstwą adsorbatu.

W niektórych przypadkach lepiej stosować równanie Langmuira w następującej postaci

gdzie: v - objętość adsorbatu w stanie ciekłym znajdującego się w monowar-stwie powierzchniowej, przypadająca na I kg adsorbentu, u_m - objętość adsorbatu w stanie ciekłym, zajmująca całą monowarstwę (stan nasycenia) przypadającą na 1 kg adsorbentu (pojemność monowarstwy), b - wielkość charakterystyczna dla badanego układu i zależna od temperatury procesu, p - prężność par adsorptywu w fazie gazowej.

Równanie (4.25) jest wygodniejsze w użyciu po przekształceniu go do równania linii prostej

Na wykresie (rys. 4.6) przedstawiono przebieg izotermy adsorpcji Langmuira; na osi rzędnych naniesiono wartości 1/u, a na osi odciętych l/p.

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
wymagania3 bmp 34    4. RÓWNOWAGI ADSORPCYJNE DLA UKŁADU GAZ-CIAŁO STAŁE wartość rów
wymagania6 bmp 40 4. RÓWNOWAG] ADSORPCYJNE DLA UKŁADU GAZ-C1AŁO STAŁE Wykresy zależności 1/u od lp
wymagania4 bmp 36 4. RÓWNOWAGI ABSORPCYJNE DLA UKŁADU GAZ-CIAŁO STALE RYS. 4.5. Izostera adsorpcji
wymaganiaY bmp z II ztsadą termodynamiki dla układów wielo&zo-^wych, w stanie równowagi potencja
wymagania2 bmp Równowagi adsorpcyjne dla układu gaz-ciało staleV ■ , Pv5ćei</y ddloYpc*i( «ft£ w
wymagania7 bmp Tak więc energia wewnętrzna układu wielofazowego, jak również inne J jego właściwośc
wymaganiaT bmp W stanie równowagi potencjały chemiczne składnika B w obu fazaetf sobie równe (relacj
wymagania? bmp ciśnienie przyłożonadd wskaźnik przepływu miałby gaz, gdyby zajmował taką samą objęto
skan066 (2) Sir. 2 r Ćwiczenie nr 61. Wstęp teoretyczny Na granicy dwóch faz (gaz - ciało stałe, gaz
2 Tabela 1. Gaz - ciecz Gaz - ciało stałe Ciecz - ciecz Ciecz - ciało
wymaganiat bmp U i- ^ zwadą termodynamiki dla układów wielofazowych, w stanie równowagi potencjały c
wymagania0 bmp — agregacji (łączenia się) cząstek koloidalnych do wymiarów charakterystycznych dla
wymagania2 bmp r. Jeżeli wszystkie przeciwjony z warstwy dyfuzyjnej przemieszczą się do warstwy ads
wymagania0 bmp adsorbentu, przy czym proporcje, w jakich składniki te zawarte są w warstw! adsorpcy
wymagania bmp 358 TABELA 10.6. Wyniki pomiarów dla roztworów wzorcowych Numer roztworu V cm3 z ko
wymagania1 bmp dla badanej cieczy Mierząc napięcie powierzchniowe prowadzi się zwykle pomiary porów
wymagania 3 bmp , 3 1.    Sobczyk L., Kiszą A.: Chemia fizyczna dla przyrodników. PWN

więcej podobnych podstron