Основы адсорбции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание:

Определить удельную поверхность, предельный объём адсорбционного пространства и константу скорости адсорбции.

Метод испытаний:

Измерение изменения массы адсорбента, находящегося в контакте с адсорбатом, во времени.

Приборы и реактивы:

Торсионные весы (см. рис. №1), стеклянный бокс с адсорбентом - активированным углем марки БАУ (березовый активированный уголь), стаканчик с адсорбатом - ацетоном, секундомер, сушильнй шкаф.

Порядок выполнения работы:

Образец адсорбента (БАУ) массой около 0.500г помесить в стеклянный бокс. Поставить бокс в сушильный шкаф при температуре 150 - 200град на 30 мин. При нагреве образца за счет десорбции удаляются пары веществ, адсорбированные образцом из воздуха (термическая регенерация). После нагрева образца закрыть бокс крышкой, дать ему слегка остыть и в горячем состоянии пересыпать сорбент на чашку торсионных весов. Сразу же, переместив вправо арретир, рычагом передвинуть стрелку 6 до тех пор, пока стрелка 3 не совместиться с нулевой риской.

Записать по показанию весов массу адсорбента с чашкой m0 и определить исходную массу адсорбента m А = m 0 - m Ч. Внутрь защтиного кожуха поставить стаканчик с адсорбатом (ацетоном ), испарение которого создает в кожухе давление паров, равное равновесному давлению пара над раствором.

Пары адсорбата поглощаются адсорбентом, увеличивая его массу. Измерения проводят в течении первых пяти минут через каждую минуту, затем, поскольку скорость адсорбции замедляется, постепенно увеличивают интервалы между измерениями до 3.5 - 10 минут. Опыт считают законченным, когда два последних взвешивания с интервалом между ними не менее 10 минут совпадают. Результаты взвешивания записать в таблицу.

Обработка результатов эксперимента:

Экспериментальные и расчетные данные по адсорбции паров ацетона активированным углем мари БАУ.

адсорбент графический зависимость

Таблица

, где масса чашки = 197 мг, масса адсорбента = 125мг, молярная масса адсорбата = 58

Обработка результатов эксперимента:

Величина адсорбции а (мг/г) определяется по формуле:

а = м / m А 10^3

, где м - масса поглощенного вещества в данный момент времени (изменение массы адсорбента ), m А - исходная масса адсорбента, равная m А = m 0 - m Ч.

Величина адсорбции а' (моль/г) определяется по формуле:

= а / М

, где М - молярная масса ацетона.

Количество адсорбированных молекул:

n = 6.02 10^20 а'

Площадь поверхности Iг адсорбента, занятая молекулами адсорбата:

S = n s

где s - площадь одной молекулы определяемая по формуле:

s = 3 10^-19 (см^2)

5. Объем поглощенного вещества W определяют, исходя из представления, что адсорбированное вещество подобно жидкости (сконденсировано на поверхности адсорбента).

W = а / 10^-3

Построение графических зависимостей:

a = f (t) S = f (t)иW = f (t)

7. Находим равновесную величину адсорбции аР , отвечающую давлению насыщенного пара ацетона (см. рис. №1)

Определяем константу скорости адсорбции:

K = tg / 2.3 (см. рис. №4) К = 0.015

9. По графикам (см. рис - ки №2 и №3) находим удельную поверхность S0 и предельный объем сорбционного пространства WS .

Из рисунка №1 видно, что в начальный момент времени скорость адсорбации максимальна, а при достижении равновесной величины адсорбции скорость адсорбации равна нулю. аР =161.07 мг/г

Из рисунка №2 видно, что удельная поверхность сорбционного пространства S0=500.1 м^2/г.

Из рисунка №3 видно, что предельный объём сорбционного пространства WS=0.2065 см^3/г

При расчёте константы скорости адсорбции аналитическим методом к=0.014,а при вычислении константы скорости адсорбции графическим методом к=0.012.

Аналитическое и графическое значение константы скорости адсорбции очень близки друг к другу.

Размещено на Allbest.ru