, если исходная концентрация была равна = 0,1 моль/дм³ (температура раствора 20⁰С, масса адсорбента 4 г).
Таблица 7

Исходные и равновесные концентрации раствора уксусной кислоты при адсорбции на угле (t = 20⁰С, масса угля m= 4г)

Исходная концентрация раствора , моль/дм3						Равновесная концентрация раствора , моль/дм3
0,18	0,28	0,38	0,48	0,1	0,148		0,24	0,334	0,429	?

Уравнение Фрейндлиха для адсорбции из раствора на твердом адсорбенте имеет вид

= , (12)

где – адсорбция – масса адсорбированного вещества на единицу массы адсорбента, моль/г;

---

– равновесная концентрация раствора, моль/дм³;

и n – постоянные при данной температуре.

Прологарифмируем уравнение (12)

lg = n lg + lg (13)

Если в рассматриваемом случае адсорбция записывается уравнением Фрейндлиха, то в координатах lg – lg график функции должен представлять прямую.

Изотерма адсорбции Лэнгмюра имеет вид

= (14)

где – предельная адсорбция, соответствующая полному заполнению поверхности адсорбента молекулами адсорбента, моль/г;

В – постоянная, зависящая для данной системы от температуры.

После несложных преобразований уравнение (14) можно представить в линейной, удобной для графического представления форме

= + (15)

Если рассматриваемый случай описывается изотермой Лэнгмюра, то в координатах = f( ) график должен соответствовать прямой линии.

Для установления, каким из адсорбционных уравнений Фрейндлиха или Лэнгмюра описывается адсорбция в рассматриваемом случае, рассчитаем величину адсорбции при различных концентрациях раствора

(16)

где – число моделей вещества, адсорбированного из V литров раствора на m граммах адсорбента при исходной и равновесной концентрациях

---

и соответственно.

После подстановки данных задачи (m = 4 г, V = 0,2 дм³) выражение имеет вид

(17)

Найденные по уравнению (17) значения вместе с величинами lg , lg ; и сведем в табл. 8.
Таблица 8

Данные для построения изотерм адсорбции

Исходная концентрация раствора , моль/дм3	Равновесная концентрация раствора , моль/дм3	Величина адсорбции · , моль/г	– lg	– lg	, г/дм3
0,18	0,148	1,6	0,829	2,795	92,5
0,28	0,24	2	0,619	2,698	120
0,38	0,334	2,3	0,476	2,638	145,217
0,48	0,429	2,55	0,367	2,593	168,235

График в координатах lg – lg , представленный на рис.5. представляет собой прямую, т.е. рассматриваемый случай описывается изотермой адсорбции Фрейндлиха.

---

Рисунок 5. Зависимость величины адсорбции lg от равновесной концентрации lg

1. 
   Исследование процесса адсорбции, описываемого уравнением Фрейндлиха
   

На графике в координатах lg – lg (рис.5.) прямая, и это свидетельствует о том, что процесс адсорбции описывается уравнением Фрейндлиха (12 - 13).

В этом случае постоянные n и β в уравнении Фрейндлиха

lg = n lg + lg

n - можно вычислить из графика (см. рис. 5) как тангенс угла наклона прямой

n = tgα = = 0,437 (20)

и затем определить значение lg β из уравнения (13), взяв из графика (см. рис.5) любое значение lg A и соответствующее ему значение lg C.

lg = lg A –n lg C = – 2,795 – 0,437 · (–0,829) = -2,432 (21)

И затем определить значение β из выражения

= = 0,0037 (22)

Приравняв правые части уравнений (12) и (17) с численными значениями констант n и , решая его относительно , получается степенное уравнение вида

20 · · + – = 0, (23)

где n – дробное число, = – исходная концентрация пятого раствора, для которого нужно определить равновесную концентрацию.

---

20 · 0,0037 · + – = 0, (24)

Уравнение (24) при дробном значении n можно решить методом подбора, подставляя в него значения из интервала от 0 до исходя из очевидного, что равновесная концентрация не может быть нулевой и не может превышать исходную – .

20 · 0,0037 · + – = 0

20 · 0,0037 · + 0,1 – 0.

Поэтому 0,127.

2. 
   Исследование процесса адсорбции, описываемого уравнением Лэнгмюра
   

Рассматриваемый случай не описывается изотермой Лэнгмюра, так как в координатах = f( ) график не представляет прямую. По данным табл. 8 построена зависимость в указанных координатах, представлена на рис.6.



Рисунок 6. Изотерма Лэнгмюра в координатах = f( )

---

Смотрите также файлы

• Проектная деятельность как способ успешной самореализации личности.pdf

• Отчет по практической работе 7 реализация заданной логической функции от четырех переменных на дешифраторах 416, 38 и 24 по дисциплине.docx

• Решение Сегментный анализ рынка включает в себя прогнозирование состава покупателей на разных участках рынка определение способов проведения границ между сегментами таким образом,.docx

• Объект преступления и его признаки.docx

• Презентация к дипломной работе Гайворонского Романа Владимировича Тема дипломной роботы.pptx