Парциальную константу адсорбционного равновесия можно представить следующим уравнением:
(12)
где и
– молярные доли растворенного вещества в адсорбционной фазе и равновесном состоянии;
– удельная адсорбция растворенного вещества;
– предельно-адсорбционный объем пор адсорбента;
– молярный объем;
– парциальный коэффициент активности компонента;
Это – уравнение парциальной изотермы адсорбции, поскольку оно связывает равновесные величины адсорбции данного компонента с его равновесной концентрацией. Необходимые для расчетов величины молярных объемов компонентов раствора могут быть вычислены из их плотности в жидком состоянии:
(13)
где – плотность жидкого компонента;
– его молекулярная масса.
Эти же величины можно найти как произведение ван-дер-ваальсовской площади проекции адсорбированной молекулы на ван-дер-ваальсовский размер ее, нормальный к плотности проекции , т.е. на так называемую толщину молекулы.
В уравнение парциальной изотермы адсорбции удобно вести величину относительного заполнения объема адсорбционной фазы органическим компонентом . Поскольку
, а уравнение (13) можно записать в следующем виде:
(14)
При вычислении константы адсорбционного равновесия в качестве стандартного выбрано состояние бесконечного разбавления в растворе в адсорбционной фазе, когда заполнение адсорбционной фазы стремится к нулю.
Поскольку коэффициент активности в уравнении (14) становится равным единице для стандартного состояния, т.е. при бесконечно малой величине
, для нахождения числового значения константы адсорбционного равновесия экспериментальные данные, изображенные в координатах
, должны быть экстраполированы до значения
. На рис. 5 показано графическое выделение логарифма парциально константы адсорбционного равновесия хлороформа, фенола, анилина, n-хлоранилина, n-нитрофенола, нитробензола и n-нитроанилина из водных растворов на угле КАД (по уравнениям (13) и (14)).
Рис. 5. Графическое вычисление парциальной константы адсорбционного равновесия хлороформа (1), фенола (2), анилина (3), n-хлоранилина (4), n-нитрофенол (5), нитробензол (6) и n-нитроанилин (7) на активном угле КАД и бензола (8) на ацетиленовом техническом углероде (саже)
Из рис. 5 видно, что в подавляющем большинстве случаев существует линейная зависимость между и
, что облегчает экстраполяцию значения
до
. В этом методе используются только определяемые величины: предельно-адсорбционный объем пор адсорбента и молярный объем адсорбируемого вещества, что делает применение метода особенно удобным для практических вычислений.
Характеристика элементов подгруппы азота
...
Периодическая система элементов Менделеева
Периодический
закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева – основа
современной химии. Они относятся к таким научным закономерностям, которые
отражают явления, реальн ...