To tylko jedna z 5 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Katowice 27.III.2001
Izoterma adsorpcji Wyznaczanie współczynników równania izotermy Freundlicha dla adsorpcji barwnika na węglu aktywnym.
1. Wstęp teoretyczny Na powierzchni ciała stałego, niezależnie od rodzaju sieci krystalicznej, panują siły wywołujące gromadzenie się cząsteczek z fazy gazowej lub roztworu. Jeżeli siły te mają charakter fizyczny, to mówimy o adsorpcji fizycznej , jeżeli oddziaływanie jest chemiczne to mówimy o chemisorpcji . W przypadku adsorpcji fizycznej występują oddziaływania typu jon-dipol, dipol-dipol, dipol-dipol indukowany i wreszcie uniwersalne oddziaływania dyspersyjne Londona. Najbardziej znanym, a przy tym prostym modelem jest ujęcie zaproponowane przez Langmuira. W modelu tym zakłada się, że powierzchnia adsorbentu zawiera ustaloną liczbę miejsc dla adsorbowanych cząsteczek i każde takie miejsce może być obsadzone przez jedną cząsteczkę. W równowadze termodynamicznej szybkość adsorpcji równa jest szybkości desorpcji. Szybkość adsorpcji powinna być proporcjonalna do ciśnienia (jeżeli adsorpcja zachodzi ze stanu gazowego) lub stężenia (jeśli zachodzi z roztworu) oraz do ułamka miejsc niezajętych na absorbencie:
gdzie θ oznacza ułamek miejsc zajętych.
W przypadku adsorpcji substancji z roztworów stosuje się dość powszechnie empiryczne równanie Freundlicha: gdzie: x - liczba moli substancji zaadsorbowanej m - masa adsorbentu
c - stężenie molowe substancji adsorbowanej w roztworze
k i n - stałe współczynniki charakterystyczne dla danego układu, które wyznacza się eksperymentalnie
Po zlogarytmowaniu można powyższe równanie zapisać w postaci:
Rozszerzeniem teorii adsorpcji Langmuira na przypadki adsorpcji wielowarstwowej jest teoria Br u nauera, Emmetta i Tellera , określona w skrócie BET. Teoria ta, choć oparta jest na wielu upraszczających założeniach, jest nader użyteczna w ilościowym opisie adsorpcji gazów na różnorodnych adsorbentach. Przyjęte założenia są następujące:
1. Powierzchnia adsorbentu jest jednorodna, tzn. każda zaadsorbowana cząsteczka w pierwszej monomolekularnej warstwie adsorpcyjnej zajmuje równoważne miejsce w sensie przestrzennym, jak i energetycznym.
(…)
….
Do wykreślenia izotermy Freundlicha skorzystałam ze wzoru:
zaś do wyznaczenia współczynników k i n wykorzystałam wykres narysowany na podstawie wzoru:
log k = -4,2397 ± 0,2538 1/n = 0,3635 ± 0,0810
błąd standardowy: 5,97% błąd standardowy: 22,28%
współczynnik k = 5,758⋅10-5 ± 3,43⋅10-6 współczynnik n = 2,751 ± 0,613
3. Wnioski i błędy
Przy wykreślaniu linii regresji dla krzywej wzorcowej, na podstawie…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)