И.В. Кудряшов, Г.С. Каретников - Сборник примеров и задач по физической химии (1134495), страница 60
Текст из файла (страница 60)
ст. Р е ш е н и е. Экспериментальные данные сведем в таблицу: 1. Количество У азота (отнесенное 2?3 К и 1,01 10' Па), адсорбированное 1 г активированного угля при 273 К и различном давлении, следующее: 45,3 !Оз 74,2 10з 7,04 10,31 16Д 10з 330 1Оз 3,04 5,08 Р, Па ..... 51,8!О' У, сл«'г-'... 0,987 Р, Па х/гл 2810 ' 12,0 6,110 ' 19,0 17,3 10 — ' 28,2 соотношейие х/т выражено в ммз газа при 293 К и 1,01 10з Па; газ адсорбирован 24,3 г слюды, площадь поверхности которой 5750 см').
5. Удельная поверхность активированного угля 400 м'/г. Плотность метанола при 288 К 0,7958 г/см'. Определите максимальное количество метанола, адсорбированное ! г угля при 288 К, если спирт адсорбируется с образованием мономолекулярного слоя. 341 По приведенным данным постройте изотерму Лэнгмюра и вычислите константы. 2. Какой объем (л) аммиака при 298 К и 1,01 ° 10' Па может адсорбироваться на поверхности 45 г активного угля, если вся поверхность полностью покрыта )х)Нзу Поверхность 1 г активированного древесного угля 1000 и*, Диаметр молекулы )х)Нз равен 3 10-" см. Молекулы касаются друг друга в плоскости так, что центры четырех соседних сфер расположены в углах квадрата.
3. Вычислите площадь поверхности катализатора, 1 г которого при образовании монослоя адсорбирует 103 смз азота (при 1,01 10' Па и 273 К). Адсорбция измеряется при 78 К, эффективная площадь, занятая молекулой азота на поверхности, 16,2 10-за м'.
4, Вычислите константы в уравнении Лэнгмюра и к/т при 23,8: х 10' Па (опытное значение х/т = — 30,8 мма), если зависимость адсорбции азота на слюде от давления следующая: Масса катализатора 13,03 г. Площадь, занимаемая одной молекулой криптона, 5к„ = 19,2 10-" м', плотность криптона 4> с = = 3,739 г/л, давление насыщенного пара криптона Р„ =- 2,57 мм , рт. ст. =- 342,65 Па. 13. При температуре 298 К на активированном угле была снята изотерма адсорбцни бензола. Получеиы данные: Р, Па а. моль/г .
Р, Па а, моаь/г . 01 02 03 04 05 06 0,19 0,23 0,35 0,42 0,5 0,6 (/б / ) Плотность бензола !Гзс с — — 0,878 г/л, площадь, занимаемая одной молекулой бензола в монослое, зс,н, = 30,3 !Π— м см'. Рассчитайте удельную поверхность активированного угля. 14. При 77,5 К на платиновом катализаторе была снята изотерма адсорбции криптона.
Получены данные: Р, Па а !О», см» Р, мм рт. ст........ 0,149 Объем адсорбироваииого газа ! г катализатора, см»/г . . 0,2763 0,200 0,308 0,491 0,3040 0,3524 0,4098 Рассчитайте постоянные в уравнении БЭТ и удельную поверхность катализатора, если площадь, занимаемая одной молекулой криптона, зк, =- !9,2 10 з» м', плотность криптона с(а с = 3,739 г/л, давление насыщенного пара криптона Р, = 2,57 мм рт.
ст. = 342,65 Па. 15. Давление при адсорбции некоторого количества ХН» одним граммом угля составляет 1,4.10'Па при 303 К и?44 !04 Па при 353 К. Вычислите теплоту адсорбции при данной степени заполнения. 16. При нормальных условиях 40 см' СО, адсорбируются 1 г угля лри 303 К под давлением 8 10' Па и при 273 К под давлением 2,27 !О' Па.
Определите теплоту адсорбции. 17. Определите теплоту адсорбции оксида азота на фториде бария ло следующим данным: 100 200 6,2 10 20,0 25,2 ззз к згз к Р, П» а, см' Р,и» ОА аА/А/( + А А+ В В) 342 6. Определите постоянные в уравнении Лэнгмюра, если известны значения Р и а при 273 К: 1,35 10» 2,63 !О' 3,98 10» 5,30.!О' 0,150 0,275 0,380 0,470 6,63 10' 794 10' 9,25.10» 1,06.!О' 0,550 0,620 0,685 0,745 7. Определите постоянные в уравнении Лэнгмюра и адсорбциюСО, на слюде при 7 Па, если при 155 К Р и а имеют значения: Р, Г!а,.... 48 10-' 11,9 10-' 206 !О-' 41,0.!О-' 980 10-' а.10»», моль/слп, 1,22 1,95 2,55 3,24 3,62 8.
Оксид углерода СО адсорбируется на слюде при 90 К. Давление и объем адсорбированного газа при нормальных условиях имеют значения: 75 139 600 727 1050 1400 10,72 13,39 17,!7 !7,60 18,89 19,60 Площадь поверхности слюды равна 6,24 !Оз см'. Определите площадь, приходящуюся на одну молекулу СО. 9. Оксид магния адсорбирует кремнезем из воды. Постройте график в логарифмических координатах по данным: М20, ч.
на 1 млн..., .. 0 75 5!О» остаток, ч. иа 1 маи. . . 26,2 9,2 5!0, П дельный), ч. на ! мли. 0 17,0 Вычислите константы в уравнении Фрейндлиха. Определите количество оксида магния (части иа 1 млн.), которое необходимо, чтобы уменьшить остаток кремнезема до 2,9 ч. на 1 млн. 1О. Вычислите количество водорода (измеренного при стандартных условиях), которое адсорбируется !00 мл адсорбента, если его площадь поверхности 850 м', причем 95% поверхности является активной. Диаметр молекулы водорода 2? нм.
Адсорбированные молекулы касаются друг друга в плоскости так, что центры четырех соседних сфер расположены в углах квадрата, 11. Газы А и В стремятся занять места на поверхности адсорбента. Покажите, что для поверхности, занятой молекулами газа, степень заполнения равна 12. Рассчитайте удельную поверхность катализатора, если адсорбцня криптона лри 77,5 К характеризуется следующими данными; Р, мм рт.
ст...,..., 0,447 0,645 0,159 0,450 Объем адсорбированиого газа ! г катализатора, см»/г , . 0,4185 0,4619 0,5234 0,6313 3,53 10» 4 65.!Оз 6,70 10» 855.10» 12 5, 10» !7,3 !0» !86 !Оа ЗО 3 10» 353 10» 47,3 10» 337 3,70 4,40 5,09 6,!4 6,70 7,35 8,48 9,07 9,92 7,5! !О» 11,15 10» 17,3 10» 23,9. 10» 339,10» 44,0. 10» 53,0 !О» 59,0. 10» 60 7.10» 82,0 ! О» 1,8! 2,40 3,01 3,73 4,24 5,30 6,1 б 6,34 7,30 Продолжение гобл. Ат аа- риаита Р,. 4а — ', Па г,к Адсорбат Адсорбент РГО-4, Па Р.ГЮ4, м тг Вещество.... Н, Н, СО Т, К . . . . . . 20,4 77,3 83,! С!! Со НН 111,7 194,6 240,0 273 Уголь 2,0 27,60 43,30 57,40 72,20 86,10 0,447 0,698 0,915 1,!42 1,352 МНОГОВАРИАНТНАЯ ЗАДАЧА 194 2,7 1,67 8,83 20,00 36,30 52,00 3,47 ! 3,8З 23,00 27,94 33,43 5,0 194,5 сн, 25,6 36,7 47,8 60,5 77,0 15,2 !9,1 22,3 25,3 28,4 5,34 9,65 ! 6,65 19,80 15,8 ! 9,05 27,7 34,! 39,95 Лдсорбат Г.
К Адсорбевт № ва. рианта Р,.ГО . Па гче-', па Ргв, мцг 273 Уголь 2,0 Нв 1,62 5,30 17,30 30,?О о,з! 0,99 3,04 5,!0 6,90 3,0 Аг 5,09 Ю,02 15,56 18,81 29,14 1О 194,5 3,22 13,15 ! 7,25 39,50 5,0 273 с,н 9,35 12,45 22,5 42,6 82,5 39,5 42,8 49,9 56,5 64,5 273 4,20 8,!О 1 1,70 16,50 24,00 СОа 2,0 12,73 21,20 26,40 32,20 38,60 2,0 сн, 2,0 4,27 10,57 29,5 91,5 293 !2 !0,4 208 42,4 55,2 5,0 9,80 24,20 41,30 72,50 273 2,53 5,57 8,43 11,20 12,85 5,0 10,50 21,60 42,70 65,60 85,20 60,40 90,30 115,70 127,00 132,40 273 ннв № варн- анта № вари- Химическая реакцмя !Л! Химическая реакцн» ГА! 5,0 СО ! 1,30 24,40 44,50 61,00 82,50 2,04 3,72 5,30 6,34 7,30 Виня 273 2снс+О =2СО+4н 2СН, = СН = СН+ЗН, СН4+СОв=2СО 1-2Нт Сн,+Н,О=СО+3Н, СН, -4-2НвО.=СО,-'-4Н, СО+Н,О=СО,+Не 345 344 18.
Определите теплоту адсорбции )4)„СО, СН„СО, и )4)Нв на древесном угле, если теплота адсорбции водорода равна !0,46 10* Дж'моль. Температура кипения указанных веществ: Для регнения воспользуйтесь приближенной закономерностью Ао'Тн, „. = сопз1. Объем У вещества [отнесенный к 273 К и 1,01 !Ов Па (! атм)) адсорбированного ! г адсорбента при 273 К и различном давлении, приведен в таблице: 1) постройте изотерму адсорбции У вЂ” — 7"(Р) и Рг У =- = 7'(Р); 2) опишите изотерму адсорбции с помощью уравнения Лэнгмюра; 3) определите адсорбцию (мв!г) при максимальном заполнении адсорбента; 4) определите степень заполнения адсорбента при давлении Р,; 5) определите, при каком давлении газа степень заполнения адсорбента составит 0,4.
КОМПЛЕКСНЫЕ ЗАДАЧИ 1. Определите константу равновесия Кр реакции (А) при 298 К и в диапазоне температур от 300 до 1000 К через !00 град. 1 лсх, ! »А 01»А1 1 Всв, 1 лсв (ХХ).! ) »в, В!»в, дсх — =-Й, ж (хх!.5) ГЛ А ВА ХХ1 ФОРМАЛЬНАЯ КИНЕТИКА (ХХ1,0) (ХХ1. 7) (ХХ).В) (ХХ1.9) 2. Начертите график Кр =- 1 (Т) в диапазоне от 198 до 1000 К. 3. Начертите график в координатах 1д Кр — (11Т) для диапазона температур от 298 до 1000 К. 4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
