Теория объемного заполнения микропор

Как известно, мольный объем b отвечает учетверенному суммарному объему молекул и может быть вычислен по формуле

(3.2.4)

Плотность адсорбата в микропорах при критической температуре ркр составит:

pкр=M/1000b (3.2.5)

Таким образом, отношение плотностей адсорбата при нормальной температуре кипения и критической температуре можно аппроксимировать отношением, где p0 - плотность нормальной жидкости при Tкп, а р*кр находится по формуле (3.2.5). Это позволяет вычислить термический коэффициент предельной адсорбции a.

В самом деле, при постоянстве предельного адсорбционного объема Wo, т.е. объема микропор, имеем:

для Tкп a0=W0p0 (3.2.6)

для Ткр a0*=W0pкр* (3.2.7)

Отсюда

a0/a0*=p/pкр* (3.2.8)

Согласно (2.2.2) и (2.2.8) получаем:

(3.2.9)

В основе теории объемного заполнения микропор лежат термодинамические закономерности, и поэтому при описании адсорбционного равновесия используют такие термодинамические функции как энтальпия, энтропия и энергия Гиббса. Для расчета изменений этих функций в качестве стандартного состояния при рассматриваемой температуре принимается объемная жидкая фаза, находящаяся в равновесии с ее насыщенным паром при давлении pS или летучести fS.

Основной термодинамической функцией является дифференциальная максимальная мольная работа адсорбции А, равная со знаком минус изменению энергии адсорбции Гиббса G:

(3.2.10)

или

(3.2.11)

где р - равновесное давление; f - летучесть пара при температуре T.

Введение в формулу летучести вместо давления позволяет учесть неидеальность газовой фазы.

Представления об объемном заполнении микропор были развиты вначале для микропористых углеродных адсорбентов или активных углей, для которых определяющее значение в адсорбционном взаимодействии имеют дисперсионные силы. Особенностью большинства промышленных активных углей является легкая доступность микропор для молекул паров веществ, молекулярные массы которых не превышают 150. Поэтому предельные значения адсорбционной способности в микропорах а0 для температур, не превышающих нормальные температуры кипения соответствующих адсорбтивов, в удовлетворительном приближении отвечают значениям предельного объема адсорбционного пространства W0, являющегося константой рассматриваемого микропористого адсорбента

(3.2.12)

где r и V - плотности и соответственно мольные объемы нормальных жидкостей при температурах опытов.

В том случае, когда адсорбция определяется действием дисперсионных сил, коэффициенты подобия могут быть достаточно точно оценены как отношение парахора адсорбируемых молекул П к парахору стандартного пара (при адсорбции на активных углях обычно бензола) П0:

(3.2.13)

Значения парахоров не зависят от температуры и определяются по соотношению

Перейти на страницу: 1 2 3

Еще статьи по экологии

Аварии на зарубежных атомных электростанциях
В связи с постоянным стремлением человечества улучшить свою жизнь, мы постоянно ускоряем темпы производства. Это не может не отразиться на такой отрасли как энергетика. Самой распространённо ...

Оценка воздействия процесса строительства на компоненты окружающей среды
В настоящее время экологическая ситуация в экономически развитых регионах и городах РФ часто является неблагополучной, что обусловлено повышенной антропогенной нагрузкой. В связи с этим действующие за ...

Процесс воспроизводства биологических ресурсов Волгоградской области
Год от года влияние деятельности человека на окружающую среду непрерывно возрастает и вызывает ее изменения. В своей жизнедеятельности мы не можем отказаться ни от использования биологическ ...