Реферат: Адсорбция и адсобционные равновесия

Эти соотношения показывают, что, зная изотерму при одной температуре, можно рассчитать изотерму при другой температуре. В дальнейшем теорию Поляни разработал М.М. Дубинин. Так, им обнаружено важное свойство, характерное для потенциальных кривых адсорбции : характеристические кривые для одного и того же адсорбента и разных адсорбатов при всех значениях объемов адсорбата в поверхностном слое находятся в постоянном соотношении b , т.е.

( e / e ₀ ) _V = b - коэффициент аффинности, где e ₀ – адсорбционный потенциал для адсорбата, выбранного за стандарт.

Используя теорию Поляни и обобщив экспериментальный материал, Дубинин пришел к выводу о возможности применения функции распределения Вейбулла Q = f ( V ) в качестве функции распределения адсорбционного объема по значению потенциала для описания адсорбции на микропористых адсорбентах. Применительно к распределению степени заполнения по адсорбционному потенциалу функцию распределения Вейбулла представляют соотношением

q = f ( C ) .

Это выражается следующим образом:

,

где E , n - параметры, не зависящие от температуры;

e - адсорбционный потенциал;

Е – характеристическая энергия адсорбции.

Отношение характеристических энергий для двух адсорбатов также равно . Показатель степени n выражается целыми числами от 1 до 6 в зависимости от структуры адсорбента. Степень заполнения адсорбента можно представить как отношение А/А ₀ (величины адсорбции к максимальной адсорбции) или как отношение заполненного объема V к предельному объему адсорбционного пространства V ₀ , тогда

V=V 0 exp[-( e/E)n ] A=A 0 exp[-( e/E)n ]

- общие уравнения теории объемного заполнения микропор.

В логарифмическом виде они имеют линейную форму:

.

Адсорбционные равновесия

Адсорбционное равновесие в системе "газ – жидкость". Закон Генри. Мономолекулярная адсорбция в системах "газ – жидкость", "жидкость – жидкость", "газ – твердое". Изотерма адсорбции Ленгмюра. Уравнение Фрейндлиха. Теория полимолекулярной адсорбции БЭТ. Уравнение БЭТ

Предположим, что имеются компоненты-неэлектролиты. Будем считать, что адсорбат образует на поверхности адсорбента мономолекулярный слой. Мономолекулярная адсорбция с точки зрения термодинамики процесса выражается химическим потенциалом в адсорбционном слое и объемной фазе:

;

;

,

где - химический потенциал вещества в адсорбционном слое;

- химический потенциал вещества в объемной фазе.

При равновесии потенциалы равны: .

Преобразуем:

; – адсорбция; а _i = c .

,

, где D - коэффициент распределения.

Выражение - константа Генри. Она не зависит от концентрации, определяется при постоянной температуре, A / a = K _г ,

А=а × К_г – закон Генри, т.е. при разбавлении системы коэффициент распределения стремится к постоянному значению, равному константе Генри. Если концентрация в сорбционном слое стремится к нулю, то а » с ; а =  × с ;  - 1 . Поэтому на практике закон Генри используют в следующем виде: а=К_г с _i . Если одна из фаз – газ, то имеем следующий вид: a = К_г Р _i ,

К_г = К_г ^/ RT .