Контрольная работа по «Химия»

II. 4.2. По изотерме адсорбции бензола определить удельную поверхность адсорбента (Т = 77 К, So = 16,2·10-29 м2):

 

p/ps	0,029	0,05	0,11	0,14	0,20
a, моль/кг	2,16	2,39	2,86	3,02	3,33

 

 Решение 

 

Проверяют применимость к экспериментальным данным теории БЭТ. С этой целью рассчитывают абсциссу и ординату уравнения изотермы адсорбции БЭТ в линейной форме, т.е.

                    и x =

Результалы вычислений сводят в табл 1 и строять график зависимости y = f(x)

 

                   Таблица1. Данные для проверки теори БЭТ

                                        

p/ps	y
0,029	0,013827
0,05	0,022022
0,11	0,043215
0,14	0,053904
0,2	0,075075

                             

 

 

 

 

Рис. 1. Изотерма адсорбции в координатах линейной фомулы уравнения БЭТ

 

 Для  определения адсорбционной емкости  монослоя am по графику зависимости y = f(x)  находят константы уравнения прямой линии: отрезок, отсекаемый на оси ординат при  =0, bo= 0,04 кг/моль, b1= 0,3619 кг/моль. Для сравнения вычисляют bo и b1приведены в таблице 2 .

 

Таблица 2 Данные для вычисления констант bo и b1

N	x	y, кг/моль	xy, кг/моль	x2
1	0,029	0,0138	0,0004	0,000841
2	0,05	0,022	0,0011	0,0025
3	0,11	0,0432	0,004752	0,0121
4	0,14	0,0539	0,007546	0,0196
5	0,2	0,0751	0,01502	0,04
Итого	0,529	0,208	0,028818	0,075041

 

 

 

                            

Константы bo и b1 рассчитывают по формулам

          кг/моль

          кг/моль

Решая систему уравнений

         

Находят k= 94,641 и am = 2,77 моль/кг

По величине am рассчитывают удельную поверхность адсорбента

    S = So·am·NA = 16,2.10-29· 2,77· 6,02·1023 = 0,00027 м2/кг  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II. 4.53 Построить кривую капиллярной конденсации интеральную и дифференциальную кривые распределения объема пор адсорбента  по радиусам по данным конденсации паров воды на активированном угле при Т =293 К( =0,018 м3/моль, 72,5·10-3 Дж/м2)      

  

	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,90	1
aадс.103, моль/кг	2	4	6	9,2	12,4	14,4	20
адес.103, моль/кг	2	4,8	8,8	12,8	16,5	17,6	20

 

Строят изотерму капиллярной конденсации в соответствии с условием задачи

 

Рисунок 2.Изотерма капиллярной конденсации

Выбирают рад точек на ветви десорбции, соответствующих определенным значениям и рассчитывают обьем пор, заполненных конденсатом, по уравнению

                 V = a·

 Рассчитывают максимальный радиус пор, заполненных конденсатом при соответствующих давлениях

                     

Полученные данные записывают в таблицу 2 и строят структурную кривую адсорбента в координатах V = f(r)

Таблица 3. Данные для построения интегральной кривой распределения объема пор по радиусам

№точки	p/ps	aдес·103,моль/кг	V,м3/кг	r·106,м
1	0,45	2	0,036	1,341
2	0,55	4,8	0,0864	1,792
3	0,65	8,8	0,1584	2,487
4	0,75	12,8	0,2304	3,724
5	0,85	16,5	0,297	6,593
6	0,9	17,6	0,3168	10,167
7	1	20	0,36	#ДЕЛ/0!

 

 

         Рисунок 3.  Интегральная кривая распределения пор активированного угля по радиусам

 

 

 

 

Таблица 4.- Данные для построения дифференциальной  кривой распределения объема пор по радиусам

 

 

м2/кг	r,м
0,111 0,125 0,156 0,058 0,0232 0,0055	1,341 1,792 2,487 3,724 6,593 10,167

 

           Рисунок 4. Дифференциальная  кривая распределения пор активированного угля по радиусам

 

 

  

IV. 5.2  Построить графики зависимости -потенциала от диаметра пор кварцевой диафрагмы в растворе хлорида калия без учета поправки на поверхностную проводимость и с учетом ее по следующим данным     

                 

d·106,м	υ·108,м3/с	χ,Ом-1·м-1
3	1,2	0,0322
10	1,5	0,0225
25	2	0,0132
50	2,8	0,0052
100	3,5	0,0012
150	3,6	0,00075

=1,5·10-2 ом-1·м-1 ; I = 2 ·10-2 A  ;

 Решение

Мы рассчитываем эффективности диафрагмы при различном диаметре пор по уравнениям

               

Затем рассчитываем -потенциала без учета поверхностной проводимости и с учетом ее по формулам

                

                  

Полученные данные записывают в таблицу 5:

d·10^6,м	α	ξ
		Без учета	С учетом
3	3,146667	1,25493E+14	3,94883E+14
10	2,5	1,56866E+14	3,92164E+14
25	1,88	2,09154E+14	3,9321E+14
50	1,346667	2,92816E+14	3,94326E+14
100	1,08	3,6602E+14	3,95302E+14
150	1,05	3,76478E+14	3,95302E+14

 

Строят график зависимости от диаметра пор без учета поверхностной проводимости и с учетом её:

 

 

Рисунок 5. Зависимость

от диаметра пор без учета поверхностной проводимости и с учетом её.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V. 9.23 Построить седиментационную кривую ,рассчитывать и построить интегральную и дифференциальную кривые распределения частиц чачовъярской  глины в водном растворе уксусной кислоты, пользуясь графическим методом обрабоки кривой седиментации.

  

t, мин	0,5	1	2	3	5	7	9	12	15
m, мг	8	12	15	18	25	30	33	35	35

 

Высота оседания Н=0,093 м; плотность воды =1,0.103 кг/м3 плотность дисперсной среды =2,76·103 кг/м3; вязкость =1·10-3 Па.с;

                                       Решение

Построим график зависимости m=f(t) (Рисунок 6 )

 

   Обработаем седиментационную кривую путем построения касательных и рассчитаем процентное содержание фракций:

 

Рассчитаем радиус частиц по формуле:

 

 ,где

 

 Полученные данные сведем в таблицу 6:

Таблица 6.

t, c	m ,106 кг	Q %	Нарастание Q, %	r·10-6,м
42	4,2	12	100	24,74
75	3,15	9	88	18,51
180	1,75	5	79	11,95
240	1,05	3	74	10,35
330	1,225	3,5	71	8,82
420	5,075	14,5	67,5	7,82
510	4,2	12	53	7,10
600	5,25	15	41	6,54
690	5,25	15	26	6,10
810	3,85	11	11	5,63
	Сумма mi=35	Сумма Qi=100

 

 Построим  интегральную кривую Q=f(r) (Рисунок 7, кривая 1)

  Обрабатывая  интегральную кривую,получим данные для построения дифференциальной кривой:

 

Таблица 7.Данные для построения Дифференциальной кривой

·10-6	Δr·106,м
0,75	2,65
2,08	2,65
22,26	2,65
3,58	.
2,45	.
1,89	.
1,89	.
1,70	.
0,75	2,65