Bài tập phương trình hấp phụ Langmuir

2.4.4. Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ langmuir

Đường đẳng nhiệt hấp phụ là đường mô tả sự phụ thuộc giữa tải trong hấp phụ tại thời điểm vào nồng độ cân bằng của chất hấp phụ trong dungdịch hay áp suất riêng phần trong pha khí tại thời điểm đó. Các đường dẳng nhiệt hấp phụ có thể xây dựng tại một nhiệt độ nào đó bằng cách chodx r = = β.Ci– Cf= k.qmax– q 2.11dtC1C2qO tmột lượng xác định chất hấp phụ vào một lượng cho trước dung dịch có nồng độ đã biết của chất bị hấp phụ. Sau một thời gian, xác định nồng độcân bằng của chất bị hấp phụ trong dung dịch. Lượng chất bị hấp phụ tính theo cơng thức:m = V.Ci– Cf2.12 m : khối lượng chất bị hấp phụCi: nồng độ đầu của chất bị hấp phụ Cf: nồng độ cuối của chất bị hấp phụ V : thể tích của dung dịch cần hấp phụMơ tả q trình hấp phụ một lớp đơn phân tử trên bề mặt vật rắn. Phương trình Langmuir được thiết lập trên các giả thiết sau:– Các phần tử được hấp phụ đơn lớp trên bề mặt chất hấp phụ – Sự hấp phụ là chọn lọc– Giữa các phần tử chất hấp phụ khơng có tương tác qua lại với nhau – Bề mặt chất hấp phụ đồng nhất về năng lượng, nghĩa là sự hấp phụxảy ra trên bất kì chỗ nào thì nhiệt hấp phụ vẫn là một giá trị khơng đổi. Nói cách khác, trên bề mặt chất hấp phụ khơng có những trung tâm hoạt động.– Giữa các phân tử trên lớp bề mặt và bên trong lớp thể tích có cân bằng động học. Nghĩa là ở trạng thái cân bằng tốc độ hấp phụ bằng tốc độgiải hấp. – Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuirb.Cfq = qmax. 2.131 + b.Cfq : dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng qmax: dung lượng hấp phụ cực đại b : hằng sốKhi b.Cf1 thì q = qmax.b.Cfmơ tả vùng hấp phụ tuyến tính Khi b.Cf1 thì q = qmaxmơ tả vùng bão hoà hấp phụ Khi nồng độ chất hấp phụ nằm giữa hai giới hạn trên thì đường đẳngnhiệt biểu diễn là một đoạn cong. Để xác định các hằng số trong phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir có thể sử dụng phương pháp đồ thị bằngcách đưa phương trình trên về phương trình đường thẳng:Xây dựng đồ thị sự phụ thuộc Cfq vào Cfsẽ xác định được hằng số trong phương trình: b, qmaxtgα = 1qmax; ON = 1b.qmaxHình 2.4. Xây dựng đồ thị sự phụ thuộc Cfq vào CfCf1 1 = .Cf+ 2.14q qmaxqmax.b q mglqmaxO CfCfqN tgαO CfĐường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Sự phụ thuộc của Cfqvào C

f

Xem Thêm  1 hộp sữa chua bao nhiêu calo? Ăn sữa chua nhiều có béo không?

2.5. Phương pháp xác định asen trong dung dịch

Đường đẳng nhiệt hấp phụ là đường mô tả sự phụ thuộc giữa tải trong hấp phụ tại thời điểm vào nồng độ cân bằng của chất hấp phụ trong dungdịch hay áp suất riêng phần trong pha khí tại thời điểm đó. Các đường dẳng nhiệt hấp phụ có thể xây dựng tại một nhiệt độ nào đó bằng cách chodx r = = β.C- C= k.qmax- q 2.11dtO tmột lượng xác định chất hấp phụ vào một lượng cho trước dung dịch có nồng độ đã biết của chất bị hấp phụ. Sau một thời gian, xác định nồng độcân bằng của chất bị hấp phụ trong dung dịch. Lượng chất bị hấp phụ tính theo cơng thức:m = V.C- C2.12 m : khối lượng chất bị hấp phụ: nồng độ đầu của chất bị hấp phụ C: nồng độ cuối của chất bị hấp phụ V : thể tích của dung dịch cần hấp phụMơ tả q trình hấp phụ một lớp đơn phân tử trên bề mặt vật rắn. Phương trình Langmuir được thiết lập trên các giả thiết sau:- Các phần tử được hấp phụ đơn lớp trên bề mặt chất hấp phụ – Sự hấp phụ là chọn lọc- Giữa các phần tử chất hấp phụ khơng có tương tác qua lại với nhau – Bề mặt chất hấp phụ đồng nhất về năng lượng, nghĩa là sự hấp phụxảy ra trên bất kì chỗ nào thì nhiệt hấp phụ vẫn là một giá trị khơng đổi. Nói cách khác, trên bề mặt chất hấp phụ khơng có những trung tâm hoạt động.- Giữa các phân tử trên lớp bề mặt và bên trong lớp thể tích có cân bằng động học. Nghĩa là ở trạng thái cân bằng tốc độ hấp phụ bằng tốc độgiải hấp. – Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuirb.Cq = qmax. 2.131 + b.Cq : dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng qmax: dung lượng hấp phụ cực đại b : hằng sốKhi b.C1 thì q = qmax.b.Cmơ tả vùng hấp phụ tuyến tính Khi b.C1 thì q = qmaxmơ tả vùng bão hoà hấp phụ Khi nồng độ chất hấp phụ nằm giữa hai giới hạn trên thì đường đẳngnhiệt biểu diễn là một đoạn cong. Để xác định các hằng số trong phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir có thể sử dụng phương pháp đồ thị bằngcách đưa phương trình trên về phương trình đường thẳng:Xây dựng đồ thị sự phụ thuộc Cq vào Csẽ xác định được hằng số trong phương trình: b, qmaxtgα = 1qmax; ON = 1b.qmaxHình 2.4. Xây dựng đồ thị sự phụ thuộc Cq vào C1 1 = .C+ 2.14q qmaxmax.b q mglmaxO CfqN tgαO CĐường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Sự phụ thuộc của Cfqvào C

Bạn đang đọc: Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ langmuir – Tài liệu text

Source: //hoibuonchuyen.com
Category: Hỏi Đáp

Reader Interactions

Bài tập chương II: Hấp phụ1. Tính độ hấp phụ của rượu butylic trên bề mặt phân chia lỏng-khí ở 293K. Biết nồng độ dungdịch là 1,48 g/l, biết sức căng bề mặt  phụ thuộc nồng độ theo phương trình: = 72,6.10−3 – 16,7.10−3.ln[1+21,5.C] [N/m].Đ/S: 1,54.10-6 mol/m22. Có 1 dung dịch rượu metylic có nồng độ C=0,1M. Cho 1 gam than hoạt tính vào 100 ml dungdịch đó. Sau khi hấp phụ đạt cân bằng thì Ccb = 0,06 M. Nếu cho 2 gam than hoạt tính vào 100.comml dung dịch trên thì Ccb = 0,04M. Hãy tính bề mặt riêng của than hấp phụ theo phương trìnhLangmuir. Coi mỗi phân tử rượu metylic chiếm diện tích bằng W = 16,2 [A o ] 2 .Đ/S: S0=1170,9 m2/g3. Tính độ hấp phụ của axit butylic trên bề mặt phân chia nước –khơng khí ở 293 K, nồng độ dungngdịch cân bằng C=0,1 mol/l ,  phụ thuộc theo phương trình :co = 75,5.10-3 -16,7.10-3.ln[1+21,5].anĐS: 3,53.10-6 mol/m24. ë T = 2780K sức căng bề mặt của nớc = 75,41.10-3 N.m-1, cđa dung dÞch axÝt valerÝc  =th53,1.10-3 N.m-1. H·y xác định nồng độ axít trong dung dịch, biết rằng các hằng số trong phơngngtrình Shi-côp-xky có giá trị nh sau: A = 14,72.10-3 [N/m] vµ B =1 0,4 [l/mol].duo5. Tính bề mặt riêng của một chất xúc tác, biết ở 760 mmHg, 273K, 1g chất đó hấp phụ cực đạiđược 103 cm3 N2. Chấp nhận rằng bề mặt chiếm bởi 1 phân tử N2 trên xúc tác là 16,2 Ǻ2.6. Bề mặt riêng của đất sét là 350 m2/g. Tính thể tích hơi nước ở điều kiện tiêu chuẩn cần để tạou1 lớp hấp phụ đơn phân tử trên 1g đất sét. Biết thiết diện của phân tử H2O hấp phụ là 10,6 Ǻ2.cu7. Biết 1 cm3 than củi có bề mặt 1000 m2. Tính thể tích NH3 [đktc] bị hấp phụ lên 10 cm3 than nóitrên. Coi tồn bộ bề mặt than được che phủ đơn lớp bởi phân tử NH3. Thiết diện phân tử NH3là 9Ǻ2.8. Để xác định bề mặt riêng của than hoạt tính, người ta hấp phụ rượu metylic ở 293K lên than.Kết quả thực nghiệm nhận được Vm = 176,6 cm3/g. Biết mỗi phân tử rượu metylic có thiết diện20.10-16 cm2. Xác định bề mặt riêng của than?9. Xác định hằng số phương trình Langmuir về sự hấp phụ CO2 trên 1 loại chất hấp phụ ở 155Kbiết độ hấp phụ phụ thuộc áp suất cân bằng như sau:Áp suất [N/m2]CuuDuongThanCong.com4,8.10-111,9.10-1//fb.com/tailieudientucntt Độ hấp phụ [mol/cm2]1,22.10-101,95.10-1010. Sự hấp phụ chất tan từ dung dịch của than hoạt tính tn theo phương trình hấp phụ đẳng nhiệtLangmuir với các hằng số Г∞ = 4,2 mmol/g [4,2.10-3 mol/g] và K = 2,8 ml/mmol [2,8 lít/mol].Nếu cho 5 g than vào 200 ml dung dịch 0,2M của chất tan trên thì sau khi có cân bằng hấp phụ,nồng độ dung dịch bằng bao nhiêu?11. Hãy xác định bề mặt của 1g than hoạt tính. Biết rằng khi cho 1g than hoạt tính vào 100mLdung dịch chất màu có nồng độ 10-4M thì khi cân bằng nồng độ còn lại là 0,6x10-4M. Còn nếu cho2g than hoạt tính vào 100mL dung dịch chất màu này thì nồng độ sau khi quá trình hấp phụ đạthấp phụ tuân theo đinh luật hấp phụ đơn lớp Langmuir.ĐS: K = 0.83.104 M-1 ; am = 0.12x10-4 mol/g; Sr = 4,7 m2/g.comcân bằng là 0,4x10-4M. Cho biết một chất màu khi hấp phụ chiếm diện tích là 65[A0]2 và quá trìnhng12. Một bình dung tích 3,1 lít, chứa hơi 1 chất X ở 25oC có áp suất 15 mmHg. Nếu cho 1 gamcosilicagel vào bình thì sau khi hấp phụ đạt cân bằng, áp suất hơi X còn lại là 9 mmHg. Nếu cho 2gam silicagel vào bình thì áp suất tương ứng thu được là 6 mmHg. Tính diện tích bề mặt riêngancủa silicagel biết tiết diện ngang của một phân tử chất X là 0,25 nm2 và quá trình hấp phụ tuânththeo định luật Langmuir.ĐS: 452 [m2/g]ng13. Tiến hành hấp phụ đẳng nhiệt 20 mL dung dịch n-propanol – C3H7OH [trong nước] trên 1 gduochất hấp phụ H-ZSM-5 ở 293 K tại các nồng độ khác nhau. Kết quả thu được tại cân bằng hấp phụ,nồng độ của dung dịch là C1 = 1,5.10-2 mol/L và C2 = 3,6.10-2 mol/L thì lượng n-propanol bị hấpphụ tương ứng là 80 và 105 mg. Coi sự hấp phụ này tuân theo quy luật hấp phụ Langmuir.cuua] Hãy xác định các hệ số trong phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir.b] Sau khi lọc bỏ H-ZSM-5 ở các dung dịch sau hấp phụ, hãy xác định sức căng bề mặt của cácdung dịch trên [ứng với nồng độ C1 và C2] tại 293K. Từ đó xác định độ hấp phụ a [tính bằngmol/m2] trên bề mặt lỏng khí theo hấp phụ Gibbs. Biết sự phụ thuộc sức căng bề mặt vào nồng độtheo phương trình Shycopxki: σ = σo – A.ln[1+B.C] với A = 15,21.10-3 N/m và B = 92,8; ở 20oCnước có sức căng bề mặt là 72,8 mN/m.ĐS: a] 2,2. 10-3 mol/g; 98 M-1b] 3,63.10-6 mol/ml; 4,81.10-6 mol/ml14. Sự hấp phụ rượu metylic trong dung dịch lên bề mặt than hoạt tính tn theo phương trìnhđẳng nhiệt Langmuir. Khi nồng độ cân bằng là 0,0181 M thì 1 gam than đã hấp phụ đượcCuuDuongThanCong.com//fb.com/tailieudientucntt 4,67.10-4 mol axit. Khi nồng độ cân bằng là 0,882 M thì 1 gam than đã hấp phụ được 2,48.10 -3mol axit.a. Xác định độ hấp phụ cực đại và hằng số hấp phụ K.b. Biết rằng mỗi phân tử rượu metylic có tiết diện ngang là 2.10-15 cm2. Tính bề mặt riêng củaloại than hoạt tính trên.cuuduongthancong.comĐS: a] 2,73. 10-3 mol/g; 11,42 M-1CuuDuongThanCong.com//fb.com/tailieudientucntt