5.2. Парциальная константа адсорбционного равновесия при адсорбции из водных растворов на пористых углеродных сорбентах
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.
- 1. ВВЕДЕНИЕ
- 2. АДСОРБЦИОННЫЕ МЕТОДЫ
- 3. Сорбция из водных растворов
- 4. Изотермы адсорбции. Уравнение Лэнгмюра. Уравнение фрейндлиха
- 5. Расчет изотермы адсорбции молекулярно-растворенных органических веществ на активных углях без экспериментальных измерений
- 5.1 Аддитивность величин стандартного уменьшения свободной энергии адсорбции
- 5.2. Парциальная константа адсорбционного равновесия при адсорбции из водных растворов на пористых углеродных сорбентах
- 5.3 Коэффициент активности. Предельное значение коэффициента активности
- 5.4 Вычисление изотерм адсорбции органических веществ из водных растворов углеродными адсорбентами
- 6. Методы выбора и контроля АДсорбентов для очистки воды
- 6.1 Влияние природы поверхности и пористости углеродных адсорбентов на молекулярную адсорбцию органических веществ из водных растворов
- 6.2 Влияние ионизации и ассоциации молекул в растворе на их адсорбцию
- Физико-химические способы очистки воды
- 59. Методы очистки сточных вод: механические, физико-химические: фильтрация, адсорбционный метод, обратный осмос.
- Физико-химические методы очистки сточных вод
- 3.1 Выбор метода очистки сточных вод. Физико-химическая очистка
- 10.2 Физико-химические методы очистки сточных вод (Очистка сточных вод от растворимых примесей).
- 7.3 Физико-химические и биологические методы очистки сточных вод.
- 1.2.3. Физико-химическая очистка сточных вод.
- Физико-химические методы очистки сточных вод
- 37.) Физико-химические методы очистки воды
- Физико-химические методы очистки сточных вод