Адсорбция из растворов Уравнения изотерм
Эта адсорбция отличается от адсорбции чистых жидкостей, газов и т. д. , так как в растворе по крайней мере 2 компонента, которые образуют на поверхности плотный слой. Идёт конкуренция Ни в растворе, ни в поверхностном слое нет свободных мест По условиям равновесия: (1)
Обозначим мольные доли через x. Пусть внешнее давление const (2)
Из (2) (3) или (4)
обозначим (5) тогда (6)
Так как зная концентрацию одного можно определить концентрацию другого Тогда (6) можем: (7)
Такое же уравнение было выведено Семенченко и Батлером Если идеальный раствор в объёмной фазе, и идеальный поверхностный раствор, тогда Если неидеальный раствор и неидеальный поверхностный раствор, то Изменяется с изменением x 2
Для любого значения К при x 2=0 (начало изотермы) При x 2=1 (конец изотермы) То есть адсорбционный слой состоит из чистого второго компонента Рассмотрим влияние KV, Ka и KS на величину K. Для сильной адсорбции Второго компонента: И больше RT, величина KS>>1
Небольшие отклонения Kv/Ka от 1 могут изменить K>>1 при всех Значениях x 2, тогда в уравнении (7) соответствует кривой. Уравнение подобно уравнению Ленгмюра Если KS<<1, то при не очень больших отклонениях величины Kv/Ka от 1 величина K<<1 при всех значениях x 2, при этом
кривая 2 Если KS=1, то есть адсорбции чистых 1 и 2 отличаются не сильно, то величина K в сильной степени зависит от неоднородности поверхности и изменения Ka от концентрации xa, 2 и x 2 компонентов, так и от неидеальности объёмного раствора и поверхностного раствора то есть от отклонения Kv/Ka от 1. В таких случаях величина K отклоняется от 1 при малых значениях x 2 в одну, а при больших в другую сторону и (K-1) меняет знак. Величина xa, 2 не равна x 2. На этом сорбенте разделить смесь нельзя – адсорбционная азеотропия.
Если при всех значениях x 2 величина K ≈1, то есть KS ≈1, Kv ≈1, Ka ≈1 то чистые компоненты сорбируются приблизительно одинаково и образуют идеальные растворы, и избирательной адсорбции не происходит. Гиббсовская адсорбция Это избыток в поверхностном слое по сравнению с таким же объёмом объёмной фазы Г 2(n) Для единицы поверхности: где - число молей 2 компонента в порции поверхностного раствора (для S=1); - общее число молей в этой порции - число молей компонента 2 в сравниваемом растворе
Где m – масса адсорбента, s – его удельная поверхность
Скачать презентацию Адсорбция из растворов Уравнения изотерм Эта адсорбция
adsorbtsia_iz_rastvorov.pptx