Студопедия — Тема 2. Адсорбционные процессы
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Тема 2. Адсорбционные процессы






1. Удельная поверхность силикагеля, найденная методом низкотемпературной адсорбции азота, составляет 4,1×105 м2/кг. Плотность силикагеля 2,2 г/см3. рассчитайте средний диаметр частиц силикагеля.

2. Ниже приведены данные об адсорбции паров воды макропористым силикагелем при комнатной температуре:

р×10-2, Па ….. 3,04 4,68 7,72 11,69 14,03 17,77

А, моль/кг…. 4,44 6,28 9,22 11,67 13,22 14,89

Пользуясь уравнением Ленгмюра, определите предельную емкость силикагеля.

3. При измерении адсорбции газообразного азота на активном угле при 194,4 К были получены следующие данные:

р×10-3, Па ….….... 1,86 6,12 17,96 33,65 68,89

А×103, м3/кг…. 5,06 14,27 23,61 32,56 40,83

Значения А даны для азота при нормальных условиях. Рассчитайте постоянные в уравнении Ленгмюра и удельную поверхность активного угля, принимая плотность газообразного азота равной 1,25 кг/м3, а площадь, занимаемую одной молекулой азота на поверхности адсорбента, равной 0,16 нм2.

4. Удельная поверхность непористой сажи равна 73,7×103 м2/кг. Рассчитайте площадь занимаемую молекулой бензола в плотном монослое, исходя из данных об адсорбции бензола на этом адсорбенте при 293 К:

р, Па ….….......... 1,03 1,29 1,74 2,50 6,67

А×102, моль/кг…. 1,57 1,94 2,55 3,51 7,58

Предполагается, что изотерма адсорбции описывается уравнением Ленгмюра.

5. Определите константы эмпирического уравнения Фрейндлиха, используя следующие данные об адсорбции диоксида углерода на активном угле при 293 К:

р×10-3, Па ….…1,00 4,48 10,0 14,4 25,0 45,2

А×102, кг/кг…. 3,23 6,67 9,62 11,72 14,5 17,7

6. Используя уравнение БЭТ, рассчитайте удельную поверхность адсорбента по изотерме абсорбции бензола:

I р/рs ….…...... 0,04 0,08 0,16 0,22 0,27 0,36 0,46

А, моль/кг…. 0,348 0,483 0,624 0,724 0,805 0,928 0,13

II р/рs ……….... 0,05 0,12 0,19 0,26 0,34 0,44 0,50

А, моль/кг…. 0,31 0,593 0,795 0,99 1,21 1,525 1,77

III р/рs ……….... 0,03 0,07 0,12 0,17 0,24 0,31 0,38

А, моль/кг…. 0,196 0,301 0,373 0,423 0,488 0,520 0,625

IV р/рs ……….... 0,02 0,05 0,11 0,19 0,25 0,30 0,36

А, моль/кг…. 0,104 0,196 0,298 0,387 0,443 0,488 0,550

Площадь занимаемая молекулой бензола, примите равной 0,49 нм2.

7. Используя уравнение БЭТ, рассчитайте удельную поверхность адсорбента по данным об адсорбции азота:

р/рs ……….... 0,1 0,2 0,3 0,4

А×103, м3/кг….0,71 0,31 0,93 1,09

Площадь занимаемая молекулой азота в плотном монослое, равна 0,16 нм2, плотность азота 1,25 кг/м3.

8. При обработке данных по адсорбции азота на графитированной саже при 77 К с помощью графика, соответствующего линейному уравнению БЭТ, найдено, что тангенс угла наклона прямой составляет 1,5×103, а отрезок, отсекаемый на оси ординат, равен 5 единицам (адсорбция выражена в м3 азота на 1 кг адсорбента при нормальных условиях). Рассчитайте удельную поверхность адсорбента, предполагая, что площадь, занимаемая одной молекулой азота, равна 0,16 нм2.

9. Ниже приведены результаты измерения адсорбции газообразного криптона (при 77,5 К) на катализаторе:

р, Па … ……….... 13,22 23,99 49,13 75,70 91,22

А×103, м3/кг……....1,27 1,5 1,76 1,9 1,98

Значения А даны для криптона при нормальных условиях. Определите константы уравнения БЭТ и удельную поверхность катализатора, принимая, что один атом криптона занимает площадь 0,195 нм2, рs = 342,6 Па, плотность криптона равна 3,74 кг/м3.

10. Используя уравнение БЭТ, рассчитайте удельную поверхность адсорбента по изотерме адсорбции азота:

р/рs ……….... 0,0288 0,050 0,110 0,136 0,175 0,200

А, моль/кг…. 2,16 2,39 2,86 3,02 3,22 3,33

Площадь, занимаемая одной молекулой азота в адсорбционном слое, равна 0,16 нм2.

11. Какую долю (в процентах) составляет давление паров воды в капиллярах радиусом 10-1 и 10-2 мкм от нормального давления насыщенного пара при 298 К? При расчетах примите, что краевой угол равен нулю, а sн2о = 71,96 мДж/м2.

12. Рассчитайте эффективный диаметр пор силикагеля по экспериментальным данным адсорбции паров бензола на этом адсорбенте при 293 К.

Адсорбция р/рs ……….... 0,554 0,634 0,763 0,782 0,826 0,882 0,999

А, моль/кг…. 1,62 1,88 3,95 4,35 4,90 17,2 19,2

Десорбция р/рs ……….... 0,948 0,880 0,852 0,810 0,770 0,686 0,610 0,585

А, моль/кг…. 18,98 18,78 18,70 14,69 7,14 2,67 1,91 1,77

Поверхностное натяжение бензола 28,87 мДж/м2, мольный объем 88,79 см3/моль. Постройте интегральную кривую распределения объема пор по их радиусам.

13. Рассчитайте и постройте характеристические кривые для бензола и хлороформа, а также изотерму адсорбции хлороформа при 293 К по данным адсорбции бензола на микропористом активном угле при 293 К:

р, Па ……….... 0,13 0,51 1,30 3,33 16,7 37,3 95,6 319,8

А, моль/кг……1,13 1,69 2,25 2,82 3,94 4,50 5,25 5,77

Коэффициент аффинности для хлороформа равен 0,87 (стандартное вещество – бензол). Давление насыщенного пара бензола и хлороформа при этой температуре соответственно равно 10,47×103 Па и 23,99×103 Па, плотность жидкого бензола 0,879 г/см3 и хлороформа 1,480 г/см3.

14. Рассчитайте и постройте характеристические кривые для бензола и гексана, а также изотерму адсорбции гексана при 323 К по данным адсорбции бензола на активном угле при 323 К:

р, Па ………..0,042 0,30 1,87 14,7 49,5 102,9 272,5 721,4

А, моль/кг… 0,41 0,68 1,36 2,38 3,26 3,80 4,61 5,09

Коэффициент аффинности для гексана равен 1,46 (стандартное вещество – бензол). Давление насыщенного пара бензола и гексана при этой температуре соответственно равно 35,48×103 Па и 70,75×103 Па, а плотность жидких бензола и гексана 0,846 и 0,631 г/см3.

15. По уравнению Дубинина-Радушкевича рассчитайте объем пор цеолита, используя данные по адсорбции этана (298 К):

р×10-3, Па ………..10 15 20 30

А, моль/кг………2,37 2,53 2,63 2,77

Давление насыщенного пара этана 37×105 Па, мольный объем этана 64 см3/моль.

16. По уравнению Дубинина-Радушкевича рассчитайте объем пор сажи на основе данных об адсорбции паров бензола:

р/рs ………….0,3 0,4 0,5 0,6

А, моль/кг…..1,10 1,38 1,60 1,90

Мольный объем бензола равен 88,8 см3/моль.

17. Постройте изотерму адсорбции и определите общую пористость сажи (по уравнению Дубинина-Радушкевича), используя экспериментальные данные адсорбции бензола на саже:

р/рs ………….0,1 0,2 0,3 0,4

А, моль/кг

I……………..1,75 2,15 2,42 2,66

II…………….0,4 0,59 0,65 0,70

III……………1,20 1,35 1,50 1,60

Мольный объем бензола равен 88,8 см3/моль.

18. Изотермы адсорбции газов А и В на некотором твердом теле описываются уравнением Ленгмюра. При температуре 77 К степень заполнения поверхности q = 0,01 чистым газом А достигается при рА = 133×102 Па, а чистым газом В – при рВ = 1330 Па. Рассчитайте разность теплот адсорбции газов А и В.

19. Измерена адсорбция азота на низкодисперсном непористом порошке. Найдено, что при 77 и 90 К степень заполнения поверхности q, равная 0,5, достигается при р/рs соответственно 0,02 и 0,2. Пользуясь уравнением БЭТ, рассчитайте изостерическую теплоту адсорбции, а также дифференциальные изменения энтропии и энергии Гиббса адсорбции при 77 К. Теплота испарения жидкого азота при 77 К составляет 5,66 кДж/моль.

20. Найдите площадь, приходящуюся на одну молекулу в насыщенном адсорбционном слое анилина на поверхности его водного раствора с воздухом, если предельная адсорбция анилина составляет 6×10-6 моль/м2.

 







Дата добавления: 2015-06-15; просмотров: 2816. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Логические цифровые микросхемы Более сложные элементы цифровой схемотехники (триггеры, мультиплексоры, декодеры и т.д.) не имеют...

Классификация ИС по признаку структурированности задач Так как основное назначение ИС – автоматизировать информационные процессы для решения определенных задач, то одна из основных классификаций – это классификация ИС по степени структурированности задач...

Внешняя политика России 1894- 1917 гг. Внешнюю политику Николая II и первый период его царствования определяли, по меньшей мере три важных фактора...

Оценка качества Анализ документации. Имеющийся рецепт, паспорт письменного контроля и номер лекарственной формы соответствуют друг другу. Ингредиенты совместимы, расчеты сделаны верно, паспорт письменного контроля выписан верно. Правильность упаковки и оформления....

Билиодигестивные анастомозы Показания для наложения билиодигестивных анастомозов: 1. нарушения проходимости терминального отдела холедоха при доброкачественной патологии (стенозы и стриктуры холедоха) 2. опухоли большого дуоденального сосочка...

Сосудистый шов (ручной Карреля, механический шов). Операции при ранениях крупных сосудов 1912 г., Каррель – впервые предложил методику сосудистого шва. Сосудистый шов применяется для восстановления магистрального кровотока при лечении...

Трамадол (Маброн, Плазадол, Трамал, Трамалин) Групповая принадлежность · Наркотический анальгетик со смешанным механизмом действия, агонист опиоидных рецепторов...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия