Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии - Фролов Ю. Г.
Скачать (прямая ссылка):
Плотность жидкого бензола при 293 и 323 К соответственно равна 0,879 1 и 0,846 г/см3, давление насыщенного пара составляет 10 470 и 35 480 Па.
70
16. Рассчитайте и постройте характеристические кривые для бензола и хлороформа, а также изотерму адсорбции хлороформа при 293 К по данным адсорбции бензола на микропористом активном угле при 293 К:
р, Па.......... 0,13 0,51 1,30 3,33 16,7 37,3 95,6 319,8
А, моль/кг........ 1,13 1,69 2,25 2,82 3,94 4,50 5,25 5,77
Коэффициент аффинности для хлороформа равен 0,87 (стандартное вещество — бензол). Давление насыщенного пара бензола и хлороформа при этой температуре соответственно равно 10,47 -103 Па и 23,99-103 Па, плотность жидкого бензола 0,879 г/см3 и хлороформа 1,480 г/см3.
(17) Рассчитайте и постройте интегральную кривую распределения пор по размерам (варианты I—II) по данным капиллярной конденсации паров метилового спирта на активном угле при 293 К:
(?) р-10~2, Па...... ,12,8 25,6 38,4 51,2 64,0 76,8 90 102
А, моль/кг
адсорбция..... 7,5 8,0 8,3 8,6 9,4 10,2 11,4 13
десорбция..... 7,5 8,3 9,0 9,6 10,0 11,0 11,7 13
II р-10~2, Па...... 64,0 76,8 90,0 102,5 114,5 128
А, моль/кг
адсорбция..... 24,0 28,3 31,0 36,0 46,0 55,0
десорбция..... 24,0 30,0 37,5 44,0 50,0 55,0
Мольный объем спирта 40,6 см3/моль, давление насыщенного пара 128-102 Па, поверхностное натяжение 22,6 мДж/м2.
18. Рассчитайте и постройте характеристические кривые для бензола и гексана, а также изотерму адсорбции гексана при 323 К по данным адсорбции бензола на активном угле при 323 К:
р Па......... 0,042 0,30 1,87 14,7 49,5 102,9 272,5 721,4
А, моль/кг....... 0,41 0.68 1,36 2,38 3,26 3,80 4,61 5,09
Коэффициент аффинности для гексана равен 1,46 (стандартное вещество— бензол). Давление насыщенного пара бензола и гексана при этой температуре соответственно равно 35,48-103 и 70,75-103 Па, а плотность жидких бензола и гексана 0,846 и 0,631 г/см3 соответственно.
И). 11о уравнению Дубинина — Радушкевича рассчитайте объем пор цеолита, используя данные по адсорбции этана (298 К):
р- 10~3, Па...... 10 15 20 30
А, моль/кг....... 2,37 2,53 2,63 2,77
Давление насыщенного пара этана 37-105 Па, мольный объем этана 64 см3/моль.
20* По уравнению Дубинина — Радушкевича рассчитайте объем пор сажи на основе данных об адсорбции паров бензола:
р1рв.......... 0,3 0,4 0,5 0,6
А, моль/кг....... 1,10 1,38 1,60 1,90
Мшгьный объем бензола равен 88,8 см3/моль.
¦я. 21. Постройте изотерму адсорбции и определите общую пористость сажи (по уравнению Дубинина — Радушкевича), используя экспериментальные данные адсорбции бензола на саже (варианты I—III):
71
pIPs.....¦¦ • 0,1 0,2 0,3 0,4
А, моль/кг ¦• • 0
I..... 1,75 2,15 2,42 2,66
II..... 0,4 0,59 0,65 0,70
Ill..... 1,20 1,35 1,50 1,60
Мольный объем бензола равен 88,8 см3/моль.
22. Изотермы адсорбции газов А и В на некотором твердом теле описываются уравнением Ленгмюра. При температуре 77 К степень заполнения поверхности 8 = 0,01 чистым газом А достигается при рА = = 133 -102 Па, а чистым газом В — при рв = 1330 Па. Рассчитайте разность теплот адсорбции газов А и В.
23. Измерена адсорбция азота на низкодисперсном иепористом порошке. Найдено, что при 77 и 90 К степень заполнения поверхности 0, равная 0,5, достигается при p/ps соответственно 0,02 и 0,2. Пользуясь уравнением БЭТ, рассчитайте изостерическую теплоту адсорбции, а также дифференциальные изменения энтропии и энергии Гиббса адсорбции при 77 К. Теплота испарения жидкого азота при 77 К составляет 5,66 кДж/моль.
24. Рассчитайте значения изостерической теплоты адсорбции и постройте график ее зависимости от степени заполнения поверхности по данным об адсорбции метана на графитированной саже при разных температурах:
А. моль/кг р, Па
ПЗК 123 К 133 К 143 К
0,0175 37,2 119,7 289,9 684,9
0,01 > 70,5 211,5 542,6 1243,6
0,03 115,7 356,4 957,6 2307,6
0,05 158,3 532,0 1516,2 3830,4
0,08 283,3 1050,7 3245,2 8551,9
0,10 731,5 2713,2 8645,0 22610,0
0,12 6716,5 16957,5 43225,0 85785,0
Емкость монослоя принять равной 0,12 моль/кг.
25. Величина адсорбции красителя (ПАВ) из раствора может быть использована для оценки удельной поверхности порошков. При введении 1 г активного угля в 100 мл водного раствора метиленового голубого концентрация красителя изменяется от начальной 1-Ю-4 моль/л до конечной равновесной 6- Ю-5 моль/л, а при добавлении 2 г угля к такому же исходному раствору равновесная концентрация составила 4-10-5 моль/л. Считая, что адсорбция описывается уравнением Ленгмюра, рассчитайте 5УД угля. Площадь, занимаемую молекулой красителя на поверхности, примите равной 0,65 нм2.
26. Растворенное в воде ПАВ адсорбируется на поверхности ртуть — вода согласно уравнению Ленгмюра. При концентрации ПАВ 0,3 моль/л степень заполнения поверхности 0 составляет 0,6. Рассчитайте поверхностное натяжение на границе раздела ртуть — раствор при 298 К, если концентрация ПАВ равна 0,2 моль/л. Предельное значение площади, занимаемой молекулой ПАВ на поверхности, примите равной 0,20 им2, поверхностное натяжение на границе раздела ртуть — вода 0,373 Дж/м2.
