Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ langmuir – Tài liệu text

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.81 MB, 77 trang )

β : hệ số chuyển khối
C
i
: nồng độ chất bị hấp phụ trong pha mang tai thời điểm ban đầu C
f
: nồng độ chất bị hấp phụ trong pha mang tai thời điểm t k
: hằng số tốc độ hấp phụ q
: tải trong hấp phụ tại thời điểm t q
max
: tải trọng hấp phụ cực đại
Hình 2.3. Đường cong động học biểu thị sự phụ thuộc của dung lượng hấp
phụ vào thời gian và nồng độ chất bị hấp phụ C
1
C
2
.

2.4.4. Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ langmuir

Đường đẳng nhiệt hấp phụ là đường mô tả sự phụ thuộc giữa tải trong hấp phụ tại thời điểm vào nồng độ cân bằng của chất hấp phụ trong dung
dịch hay áp suất riêng phần trong pha khí tại thời điểm đó. Các đường dẳng nhiệt hấp phụ có thể xây dựng tại một nhiệt độ nào đó bằng cách cho
dx r = = β.C
i
– C
f
= k.q
max
– q 2.11
dt
C
1
C
2
q
O t
một lượng xác định chất hấp phụ vào một lượng cho trước dung dịch có nồng độ đã biết của chất bị hấp phụ. Sau một thời gian, xác định nồng độ
cân bằng của chất bị hấp phụ trong dung dịch. Lượng chất bị hấp phụ tính theo cơng thức:
m = V.C
i
– C
f
2.12 m : khối lượng chất bị hấp phụ
C
i
: nồng độ đầu của chất bị hấp phụ C
f
: nồng độ cuối của chất bị hấp phụ V : thể tích của dung dịch cần hấp phụ
Mơ tả q trình hấp phụ một lớp đơn phân tử trên bề mặt vật rắn. Phương trình Langmuir được thiết lập trên các giả thiết sau:
– Các phần tử được hấp phụ đơn lớp trên bề mặt chất hấp phụ – Sự hấp phụ là chọn lọc
– Giữa các phần tử chất hấp phụ khơng có tương tác qua lại với nhau – Bề mặt chất hấp phụ đồng nhất về năng lượng, nghĩa là sự hấp phụ
xảy ra trên bất kì chỗ nào thì nhiệt hấp phụ vẫn là một giá trị khơng đổi. Nói cách khác, trên bề mặt chất hấp phụ khơng có những trung tâm hoạt động.
– Giữa các phân tử trên lớp bề mặt và bên trong lớp thể tích có cân bằng động học. Nghĩa là ở trạng thái cân bằng tốc độ hấp phụ bằng tốc độ
giải hấp. – Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir
b.C
f
q = q
max
. 2.13
1 + b.C
f
q : dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng q
max
: dung lượng hấp phụ cực đại b : hằng số
Khi b.C
f
1 thì q = q
max
.b.C
f
mơ tả vùng hấp phụ tuyến tính Khi b.C
f
1 thì q = q
max
mơ tả vùng bão hoà hấp phụ Khi nồng độ chất hấp phụ nằm giữa hai giới hạn trên thì đường đẳng
nhiệt biểu diễn là một đoạn cong. Để xác định các hằng số trong phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir có thể sử dụng phương pháp đồ thị bằng
cách đưa phương trình trên về phương trình đường thẳng:
Xây dựng đồ thị sự phụ thuộc C
f
q vào C
f
sẽ xác định được hằng số trong phương trình: b, q
max
tgα = 1q
max
; ON = 1b.q
max
Hình 2.4. Xây dựng đồ thị sự phụ thuộc C
f
q vào C
f
C
f
1 1 = .C
f
+ 2.14
q q
max
q
max
.b q mgl
q
max
O C
f
C
fq
N tgα
O C
f
Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Sự phụ thuộc của C
fq
vào C
f

2.5. Phương pháp xác định asen trong dung dịch

Đường đẳng nhiệt hấp phụ là đường mô tả sự phụ thuộc giữa tải trong hấp phụ tại thời điểm vào nồng độ cân bằng của chất hấp phụ trong dungdịch hay áp suất riêng phần trong pha khí tại thời điểm đó. Các đường dẳng nhiệt hấp phụ có thể xây dựng tại một nhiệt độ nào đó bằng cách chodx r = = β.C- C= k.qmax- q 2.11dtO tmột lượng xác định chất hấp phụ vào một lượng cho trước dung dịch có nồng độ đã biết của chất bị hấp phụ. Sau một thời gian, xác định nồng độcân bằng của chất bị hấp phụ trong dung dịch. Lượng chất bị hấp phụ tính theo cơng thức:m = V.C- C2.12 m : khối lượng chất bị hấp phụ: nồng độ đầu của chất bị hấp phụ C: nồng độ cuối của chất bị hấp phụ V : thể tích của dung dịch cần hấp phụMơ tả q trình hấp phụ một lớp đơn phân tử trên bề mặt vật rắn. Phương trình Langmuir được thiết lập trên các giả thiết sau:- Các phần tử được hấp phụ đơn lớp trên bề mặt chất hấp phụ – Sự hấp phụ là chọn lọc- Giữa các phần tử chất hấp phụ khơng có tương tác qua lại với nhau – Bề mặt chất hấp phụ đồng nhất về năng lượng, nghĩa là sự hấp phụxảy ra trên bất kì chỗ nào thì nhiệt hấp phụ vẫn là một giá trị khơng đổi. Nói cách khác, trên bề mặt chất hấp phụ khơng có những trung tâm hoạt động.- Giữa các phân tử trên lớp bề mặt và bên trong lớp thể tích có cân bằng động học. Nghĩa là ở trạng thái cân bằng tốc độ hấp phụ bằng tốc độgiải hấp. – Phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuirb.Cq = qmax. 2.131 + b.Cq : dung lượng hấp phụ tại thời điểm cân bằng qmax: dung lượng hấp phụ cực đại b : hằng sốKhi b.C1 thì q = qmax.b.Cmơ tả vùng hấp phụ tuyến tính Khi b.C1 thì q = qmaxmơ tả vùng bão hoà hấp phụ Khi nồng độ chất hấp phụ nằm giữa hai giới hạn trên thì đường đẳngnhiệt biểu diễn là một đoạn cong. Để xác định các hằng số trong phương trình đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir có thể sử dụng phương pháp đồ thị bằngcách đưa phương trình trên về phương trình đường thẳng:Xây dựng đồ thị sự phụ thuộc Cq vào Csẽ xác định được hằng số trong phương trình: b, qmaxtgα = 1qmax; ON = 1b.qmaxHình 2.4. Xây dựng đồ thị sự phụ thuộc Cq vào C1 1 = .C+ 2.14q qmaxmax.b q mglmaxO CfqN tgαO CĐường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir Sự phụ thuộc của Cfqvào C

Source: http://wp.ftn61.com
Category: Hỏi Đáp