Примеры решения типовых задач
Задача 1.
Во сколько раз изменится запас свободной поверхностной энергии водяного тумана при уменьшении радиуса частиц от 10 -5 до 10 -9 м при 200С.
Решение.
Свободная поверхностная энергия F = s∙S,
где S − поверхность раздела фаз или удельная поверхность, .
При r1 = 10-5 м,
,
при r2 = 10-9 м,
.
Запас свободной поверхностной энергии изменился в 10 4 раз.
Задача 2.
Определить поверхностную активность масляной кислоты на границе раствор – воздух при 283К и концентрации с=0,115 кмоль /м3 по следующим данным:
С, кмоль /м3…… 0,00 0,02 0,05 0,10 0,25 0,50
s · 103 , Дж /м2…. 74 69 64 60 51 44
Решение.
Построив по приведенным данным график s = f(с), определяем поверхностную активность по тангенсу угла наклона касательной при заданной концентрации:
Задача 3.
При адсорбции азота на активированном угле при 220 К получены следующие данные:
Р, Па………… 1870 6100 18000 33000 700000
Г ·103 , м3 /кг… 5 14 23 32 41
Плотность газообразного азота r = 1,25 кг/м3. Площадь, занимаемая одной молекулой азота в насыщенном монослое, составляет S0 = 16 ·10-20м2 .
Постройте изотерму адсорбции в линейных координатах. Рассчитайте константы уравнения Лэнгмюра и К. Определите удельную поверхность активированного угля.
Решение.
Линейная форма уравнения Ленгмюра имеет вид:
.
1. Определяем и
·104…. 5,35 1,64 0,56 0,30 0,14,
·10-3… 0,20 0,07 0,04 0,03 0,02.
1. Строим график зависимости
от .
3. По графику находим как отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат
= 20; Г∞ = 0,05 м3 /кг.
4. Определяем по графику тангенс угла наклона прямой
tg = = 332·103, откуда К = 6·10-5 .
5. Удельная поверхность угля Sуд = Г∞∙Nа∙S0 .
Для расчета необходимо Г∞ выразить в моль /кг, тогда:
.
Дата добавления: 2022-07-20; просмотров: 277;