Равновесие при адсорбции.
Адсорбенты.
Адсорбенты - пористые тела, обладающие большим объемом микропор. В адсорбентах основное количество поглощенного вещества сорбируется на стенках микропор (r< м). Количество остальных пор, более крупных, сводится к транспортированию адсорбтива к макропорам.
Поглотительная (адсорбционная) способность адсорбентам- максимально возможная концентрация адсорбтива в единице массы или объема адсорбента. Максимально возможную в данных условиях поглотительная способность адсорбента называют равновесной активностью.
Статическая активность (Аст)- количество вещества, поглощенного единицей массы адсорбента от начало до равновесия при статических условиях, динамическая активность (Адин) - при движении смеси через слой адсорбента. Как показывают эксперименты Аст > Адин . Однако расчеты ведут по Адин.
По химическому составу адсорбенты можно разделить на углеродные и не углеродные.
Углеродные - активные угли, углеродные волокнистые материалы, некоторые виды твердого топлива.
Удельная поверхность активных углей очень высока и составляет (6 ÷17)· . Недостаток активных углей их горючесть.
Неуглеродные – силикагели, активный оксид алюминия, алюмогели, цеолиты, глинистые породы.
Удельная поверхность селикагеля составляет - (4÷8)· , алюмогели - до
4 · .
Глинистые породы применяют для очистки жидкостей от различных примесей.
Равновесие при адсорбции.
Равновесная концентрация ( чистого адсорбента) поглощаемого вещества в адсорбенте может быть представлена:
, (6.1)
Или, в случае адсорбции газов:
, (6.2)
Здесь с – концентрация адсорбтива в объемной сплошной фазе, р– парциальное давление адсорбтива в объемной фазе. Зависимость или при T=const называется изотермой адсорбции.
Равновесные зависимости описываются рядом эмпирических и теоретических уравнений. Одна из них уравнение Лангмюра:
(6.4)
Здесь - предельная величина адсорбции, при полном заполнение внутренних пор мономолекулярным слоем адсорбата, b- константа, зависящая от температуры (рис.6.1)
Изотермы адсорбции обычно определяются опытным путем.
Рис.6.1. Изотермы адсорбции: 1 – изотерма Лангмюра, 2,3,4 – реальные изотермы
(2 – линейная, 3 – вогнутая, 4 – выпуклая).
Адсорбция сопровождается уменьшением парциального давления поглощаемого компонента из газовой смеси и заметным выделением тепла. Поэтому количество адсорбированного вещества возрастает с понижением температуры и повышением давления (рис.6.2).
Рис.6.2. Изотермы адсорбции для одного вещества при различных температурах: .
Дата добавления: 2016-05-25; просмотров: 753;