Сорбция из водных растворов
Изотермы адсорбции. Уравнение Лэнгмюра. Уравнение фрейндлиха
Расчет изотермы адсорбции молекулярно-растворенных органических веществ на активных углях без экспериментальных измерений
Коэффициент активности. Предельное значение коэффициента активности
Методы выбора и контроля АДсорбентов для очистки воды
Влияние природы поверхности и пористости углеродных адсорбентов на молекулярную адсорбцию органических веществ из водных растворов
Влияние ионизации и ассоциации молекул в растворе на их адсорбцию
Кинетика и динамика сорбции из водных растворов
АКТИВНЫЕ УГЛИ И ИХ РЕГЕНЕРАЦИЯ
Использование дешевых сорбентов и отходов
Навигация
Изотермы адсорбции. Уравнение Лэнгмюра. Уравнение фрейндлиха
Физико-химические основы адсорбционной очистки воды от органических веществ
81295
знаков
3
таблицы
15
изображений
4. Изотермы адсорбции. Уравнение Лэнгмюра. Уравнение фрейндлиха
Основные сведения о сорбционных свойствах материала и характере адсорбции на нем определенных веществ могут быть получены из изотерм адсорбции, характеризующих зависимость сорбционной способности 
от концентрации 
(или давления 
) сорбируемого компонента при постоянной температуре: 
для жидкой фазы или 
для газов. Брунауэр, Эммет и Теллер выделили пять основных типов изотерм сорбции (рис 1). Выпуклые участки изотерм /, II и IV типов (Лэнгмюровская адсорбция) указывают на наличие в сорбентах микропор, но, кроме того, сорбенты II и IV имеют еще и макропоры. Изотермы III и V типов встречаются реже и описывают сильное межмолекулярное взаимодействие в веществе сорбата. Крутизна изотермы I типа характеризует размер микропор сорбентов: а — ультрамикропористых, б — микропористых. Изотерма !Vб принадлежит переходно-пористому сорбенту; 1Vв — однородно макропористому, а 1Vа — со смешанной структурой.
Рис. 1. Типы изотерм сорбции по БЭТ
Чем круче изотерма, тем мельче микропоры. Предельное значение такой адсорбции Апр соответствует покрытию поверхности мономолекулярным слоем. Вогнутые участки указывают на наличие макропор. [4]
Изотерма мономолекулярной адсорбции на микропористых сорбентах обычно имеет вид, показанный на рис. 2. Эта кривая имеет два прямолинейных участка – при малых и больших значениях равновесной концентрации адсорбата. Как адсорбция паров, так и адсорбция из растворов осуществляется в области пор с радиусом 0,5 – 1,6 нм.
Рис.2. Изотермы адсорбции:
1 – выпуклая (Лэнгмюра);
2 – вогнутая (на макропорах)
Для аналитического описания изотермы мономолекулярной адсорбции чаще всего используется уравнение Лэнгмюра:
(5)
где – удельная адсорбция, ммоль/г: 
– предельная адсорбция, ммоль/г; – равновесная концентрация адсорбата, ммоль/л; 
– адсорбционная константа.
Уравнение Лэнгмюра описывает изотерму адсорбции во всех областях равновесных концентраций. При малых концентрациях, когда 
, формула упрощается и приобретает вид:
(6)
Для условий, когда 
, формула (5) дает независимость адсорбции от концентрации:
(7)
Уравнение (5) может быть преобразовано в линейную форму путем его умножения на 
и последующего деления на 
, в результате чего оно приобретает вид:
(8)
Уравнение (8) представляет собой уравнение прямой. По этой зависимости определяют величину предельной адсорбции (рис.3).
Рис. 3. Схема определения констант в уравнении Лэнгмюра
В области промежуточных равновесных концентраций (на небольших участках изменения концентрации адсорбата) зависимость адсорбции от концентрации часто может быть описана уравнением Фрейндлиха, в основе которого лежит допущение, что изотерма адсорбции является параболой:
(9)
где 
и 
– константы. Константа зависит от природы адсорбента и адсорбата и колеблется в широких пределах. Константа возрастает с увеличением длины углеводородного радикала ПАВ, т.к. при этом возрастает адсорбционная способность вещества. Показатель колеблется в пределах 0,1 – 1 и зависит от температуры и природы адсорбата.
В логарифмированном виде уравнение Фрейндлиха представляется прямой (рис. 13):
(10)
Рис. 4. Схема определения констант в уравнении Фрейндлиха
Отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат, равен 
, а тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс равен . [3]
Похожие работы
... не только электролитами, но и взаимодействием противоположно заряженных коллоидов, наступающим при адсорбции одного коллоида поверхностью другого. Этот процесс играет некоторую роль при осветлении воды коагулированием. Необходимым условием взаимной коагуляции является равенство противоположных зарядов частичек золей. При несоблюдении этого условия коагуляция протекает либо неполно, либо вовсе не ...
... , параметров термодинамического взаимодействия Флори — Хаггинса для систем полимер — растворитель, а также для исследования кинетики кристаллизации полимеров из расплава. Основы метода обращенной газовой хроматографии 1. Основные положения теории газовой хроматографии как метода физико-химических измерений. В основе физико-химических измерений с помощью газовой хроматографии лежит связь между ...
... 4 5. » 80 » 125 5 6. » 125 » 250 7 7. » 250 » 450 10 9. » 400 » 800 14 Глава 3. Электрофизический способ очистки и обеззараживания питьевой воды 3.1 Очистка воды с помощью нанотехнологий Качество питьевой воды имеет огромное значение для здоровья людей. Все чаще водопроводная вода по своему составу напоминает химическую и бактериологическую смесь, опасную для нашего здоровья. ...
... работу насоса. • Установить уровнемеры с показаниями рабочего и аварийного уровня воды в фильтрах и в резервуаре W= 10000 м3. 3. Эколого-экономическая часть 3.1 Очистка подземных и поверхностных вод по озоно-сорбционной технологии для хозяйственного назначения Производительность 10-300 м3 /час; Состав исходной воды: взвешенные вещества — 127 мг/л; нефтепродукты — 0,31 мг/л, жесткость — ...
0 комментариев