Пример выполнения задания с использованием

Для расчета калькулятора

Задание:

При изучении адсорбции сернистого ангидрида SO₂ () на силикагеле при различных температурах были получены следующие экспериментальные данные:

T = 303 К

		33,4	47,5	52,4	56,3

T = 313 К

		38,75	44,55	48,55	51,85

T = 330 К

		30,5	46,5	52,8	57,8

1. Постройте изотерму адсорбции сернистого ангидрида при различных температурах, сделайте вывод о зависимости величины адсорбции от температуры.

2. Рассчитайте и постойте характеристическую кривую.

3. Определите минимальный и максимальный радиус пор.

 

Решение:

1. По экспериментальным данным построим изотермы адсорбции сернистого ангидрида на силикагеле при различных температурах:

Рис. 4. Изотермы адсорбции сернистого ангидрида на силикагеле

при различных температурах

2. Для построения характеристической кривой рассчитаем адсорбционный объем и адсорбционный потенциал по уравнениям (1) и (2).

 

а) Для расчета адсорбционного потенциала воспользуемся табличными значениями давления насыщенного пара (р_S) сернистого ангидрида при различных температурах (Приложение 1, таблица 1):

Давление насыщенного пара (р_S) сернистого ангидрида при различных температурах:

Т, К
	349,6	471,2	780,0

 

Рассчитаем адсорбционный потенциал при Т = 303 К для р = 78 мм.рт.ст. по уравнению (2):

Аналогичный расчет проведем для других давлений при температурах 303 К, 313 К и 330 К. Полученные результаты занесем в таблицы:

T = 303 К

T = 313 К

T = 330 К

 

б) Для расчета адсорбционного объема ():

Пересчитаем величину адсорбции в размерность моль/г, для этого рассчитаем количество моль SO₂, адсорбированного 1 г силикагеля:

.

Рассчитаем мольный объем сернистого ангидрида:

,

где 64 г/моль – молярная масса SO₂; 1,4619 г/см³ – плотность жидкого SO₂.

Рассчитаем адсорбционный объем при Т=303 К для

А = 33,4 см³/г = 1,49·10^-3 моль/г по уравнению (1):

Аналогичный расчет проведем для других величин адсорбции при температурах 303 К, 313 К и 330 К. Полученные результаты занесем в таблицы:

T = 303 К

	33,4	47,5	52,4	56,3
	0,065	0,093	0,102	0,110

T = 313 К

	38,75	44,55	48,55	51,85
	0,076	0,087	0,095	0,101

T = 330 К

	30,5	46,5	52,8	57,8
	0,060	0,091	0,103	0,113

 

в) Занесем результаты расчетов адсорбционного объема и адсорбционного потенциала при трех температурах в таблицы:

T = 303 К

	0,065	0,093	0,102	0,110

T = 313 К

	0,076	0,087	0,095	0,101

T = 330 К

	0,060	0,091	0,103	0,113

 

г) Построим характеристическую кривую.

Рис. 5. Характеристическая кривая для силикагеля.

 

Из рис.5 видно, что все рассчитанные при разных температурах точки легли на одну кривую, следовательно, характеристическая кривая действительно не зависит от температуры, индивидуальна и характерна для каждого адсорбента.

 

3. Рассчитаем минимальный и максимальный радиус пор при Т = 303 К по уравнению (4). Для расчета воспользуемся табличными данными зависимости поверхностного натяжения сернистого ангидрида от температуры (Приложение 1, таблица 2).

	28,50	22,75	21,00	13,10	9,25