Адсорбциялық тепе – теңдіктер.

СОӨ Ж №7

Адсорбциялық тепе – тең діктер.

Адсорбция шамасы адсорбент бетінің табиғ атына, адсорбат табиғ атына жә не концентрациясына (қ ысымына) температурағ а жыне т. б. байланысты. Берілген температурадағ ы адсорбцияның адсорцияланатын заттың кө лемдік фазадағ ы концентрациясына тә уелділігі адсорбция изотермасы деп аталады.

Шексіз сұ йытылғ ан ерітінділердің немесе газдар қ оспасынан адсорбция Генри заң ына бағ ынады:

немесе

мұ ндағ ы: жә не – Генри тұ рақ тылары; С – кө лемдік фазадағ ы адсорбат концентрациясы; р – адсорбаттың буының қ ысымы.

Жоғ арылау концентрациядардағ ы жә не тегіс беттегі дарамолекулалық адсорбция изотермасының аналитикалық ө рнегі Ленгмюр изотермасының тең деуі болып табылады:

немесе

мұ ндағ ы: – шектік дарамолекулалық адсорбция – дара қ абат сыйымдылығ ы; К жә не – адсорбциялық тепе – тең дік константалары, адсорбция энергиясын сипаттайды.

Будың жоғ ары қ ысымдарында адсорбция изотермасы Ленгмюрдің біріктірілген теориясының жалпы тең деуімен – БЭТ (Брунауэр, Эммет, Теллер) кө пмолекулалық адсорбция тең деуімен ө рнектеледі:

мұ ндағ ы: С – конденсирленген адсорбаттың адсорбент бетімен ә рекеттесу энергиясын сипаттайтын тұ рақ ты; – адсорбаттың қ анық қ ан буынынң қ ысымы.

Ленгмюр жә не БЭТ тең деулері адсорбент, катализатордың жә не т. б. дисперстік жү йелердің меншіктік бетін анық тауда кең қ олданылады.

Меншікті беттің дарақ абат сыйымдылығ ымен байланысты:

мұ ндағ ы: – Авогадро саны; – қ анық қ ан адсорбциялық қ абатта адсорбаттың бір молекуласы алатын ауданы.

Ө тпелі кеуектері бар қ атты денелердегі (мезокеуекті адсорбенттер) адсорбцияны сипеттау ү шін Кельвиннің капиллярлық конденсация тең деуін қ олданады. Оның кө мегімен кеуектердің ө лшемін анық тауғ а болады. Егер денеде негізінен микрокеуектер болса, онда микрокеуектердің кө лемдік толтырылу теориясының тең деуі қ олданылады:

мұ ндағ ы: V – берілген қ ысымда толтырылғ ан кеуектер кө лемі; – адсорбенттегі кеуектердің жалпы кө лемі; b – адсорбат табиғ атын сипаттайтын аффин коэффициенті; Е – адсорбцияның сипаттамалық энергиясы; п – 1 – ден 6 – ғ а дейінгі бү тін сандар болатын дә реже кө рсеткіші.

Адсорбцияның энергетикалық параметрлерін ә детте адсорбцияның температуралық тә уелділіктерінен есептейді. Мысалы, Клайперон – Клаузиус немесе Вент – Гофф тең деулерінен келесі изотераны алуғ а болады:

мұ ндағ ы: – адсорбция кезінде энтальпия ө згерісі.

Осы тең деудің координаталарында тұ рғ ызылғ ан тә жірибелік тә уелділік бойынша (қ исаю бұ рышының тангенсі бойынша) (берілген А – да) берілген толтырылу дә ріжесіндегі адсорбция энтальпиясының дифференциалдық мольдік шамаларын анық тауғ а болады.

Адсорбцияның стандарттық Гиббс энергиясы адсорбцтя тепе – тең дік константасымен К келесі қ атынас арқ ылы байланысады:

Стандарттық энтальпия мен Гиббс энергияларын біле отырып, адсорбция энропиясын оң ай есептеуге болады.

БАЗ – дың адсорбциялық қ абілеті жоғ ары болады, олар ү шін . Сондық тан БАЗ – ғ а қ атысты Гиббс жә не Генри тең деуін шешуге болады. ерітіндіде БАЗ – ң тө менгі концентрациядағ ы s – ң сызық тық изотермасын береді:

мұ ндағ ы: – еріткіштің беттік керілуі.

– беттік (екі ө лшемді) қ ысым десек,

мұ ндағ ы: – 1 моль БАЗ таралғ ан бет.

Гиббс жә не Ленгмюр тең деуін бірге шешу Шишковский тең деуін береді:

Екі ө лшемді газ тең деуі бұ л жағ дайда:

⇐ Предыдущая 28 29 30 31 323334 35 36 37 Следующая ⇒