Tớnh độ hấp phụ của rượu butylic trờn bề mặt phõn chia lỏng-khớ ở 293K.. Hóy tớnh bề mặt riờng của than hấp phụ theo phương trỡnh Langmuir.. Để xỏc định bề mặt riờng của than hoạt tớnh,
Trang 1Bài tập chương II: Hấp phụ
1 Tớnh độ hấp phụ của rượu butylic trờn bề mặt phõn chia lỏng-khớ ở 293K Biết nồng độ dung
dịch là 1,48 g/l, biết sức căng bề mặt phụ thuộc nồng độ theo phương trỡnh:
= 72,6.10−3 – 16,7.10−3.ln(1+21,5.C) (N/m)
Đ/S: 1,54.10-6 mol/m2
2 Cú 1 dung dịch rượu metylic cú nồng độ C=0,1M Cho 1 gam than hoạt tớnh vào 100 ml dung
dịch đú Sau khi hấp phụ đạt cõn bằng thỡ Ccb = 0,06 M Nếu cho 2 gam than hoạt tớnh vào 100
ml dung dịch trờn thỡ Ccb = 0,04M Hóy tớnh bề mặt riờng của than hấp phụ theo phương trỡnh Langmuir Coi mỗi phõn tử rượu metylic chiếm diện tớch bằng W = 16,2 o 2
) A ( Đ/S: S0=1170,9 m2/g
3 Tớnh độ hấp phụ của axit butylic trờn bề mặt phõn chia nước –khụng khớ ở 293 K, nồng độ dung
dịch cõn bằng C=0,1 mol/l , phụ thuộc theo phương trỡnh :
= 75,5.10-3 -16,7.10-3.ln(1+21,5)
ĐS: 3,53.10-6 mol/m2
4 ở T = 2780
K sức căng bề mặt của nớc = 75,41.10-3
N.m-1
, của dung dịch axít valeríc = 53,1.10-3
N.m-1
Hãy xác định nồng độ axít trong dung dịch, biết rằng các hằng số trong phơng trình Shi-côp-xky có giá trị nh sau: A = 14,72.10-3
(N/m) và B =1 0,4 (l/mol)
5 Tớnh bề mặt riờng của một chất xỳc tỏc, biết ở 760 mmHg, 273K, 1g chất đú hấp phụ cực đại
được 103 cm3 N2 Chấp nhận rằng bề mặt chiếm bởi 1 phõn tử N2 trờn xỳc tỏc là 16,2 Ǻ2
6 Bề mặt riờng của đất sột là 350 m2/g Tớnh thể tớch hơi nước ở điều kiện tiờu chuẩn cần để tạo
1 lớp hấp phụ đơn phõn tử trờn 1g đất sột Biết thiết diện của phõn tử H2O hấp phụ là 10,6 Ǻ2
7 Biết 1 cm3 than củi cú bề mặt 1000 m2 Tớnh thể tớch NH3 (đktc) bị hấp phụ lờn 10 cm3 than núi trờn Coi toàn bộ bề mặt than được che phủ đơn lớp bởi phõn tử NH3 Thiết diện phõn tử NH3
là 9Ǻ2
8 Để xỏc định bề mặt riờng của than hoạt tớnh, người ta hấp phụ rượu metylic ở 293K lờn than
Kết quả thực nghiệm nhận được Vm = 176,6 cm3/g Biết mỗi phõn tử rượu metylic cú thiết diện 20.10-16 cm2 Xỏc định bề mặt riờng của than?
9 Xỏc định hằng số phương trỡnh Langmuir về sự hấp phụ CO2 trờn 1 loại chất hấp phụ ở 155K biết độ hấp phụ phụ thuộc ỏp suất cõn bằng như sau:
Áp suất (N/m2) 4,8.10-1 11,9.10-1
cuu duong than cong com
Trang 2Độ hấp phụ (mol/cm2) 1,22.10-10 1,95.10-10
10 Sự hấp phụ chất tan từ dung dịch của than hoạt tính tuân theo phương trình hấp phụ đẳng nhiệt
Langmuir với các hằng số Г∞ = 4,2 mmol/g (4,2.10-3 mol/g) và K = 2,8 ml/mmol (2,8 lít/mol) Nếu cho 5 g than vào 200 ml dung dịch 0,2M của chất tan trên thì sau khi có cân bằng hấp phụ, nồng độ dung dịch bằng bao nhiêu?
11 Hãy xác định bề mặt của 1g than hoạt tính Biết rằng khi cho 1g than hoạt tính vào 100mL
dung dịch chất màu có nồng độ 10-4M thì khi cân bằng nồng độ còn lại là 0,6x10-4M Còn nếu cho 2g than hoạt tính vào 100mL dung dịch chất màu này thì nồng độ sau khi quá trình hấp phụ đạt cân bằng là 0,4x10-4M Cho biết một chất màu khi hấp phụ chiếm diện tích là 65(A0)2 và quá trình hấp phụ tuân theo đinh luật hấp phụ đơn lớp Langmuir
ĐS: K = 0.83.104 M-1 ; am = 0.12x10-4 mol/g; Sr = 4,7 m2/g
12 Một bình dung tích 3,1 lít, chứa hơi 1 chất X ở 25oC có áp suất 15 mmHg Nếu cho 1 gam silicagel vào bình thì sau khi hấp phụ đạt cân bằng, áp suất hơi X còn lại là 9 mmHg Nếu cho 2 gam silicagel vào bình thì áp suất tương ứng thu được là 6 mmHg Tính diện tích bề mặt riêng của silicagel biết tiết diện ngang của một phân tử chất X là 0,25 nm2 và quá trình hấp phụ tuân theo định luật Langmuir
ĐS: 452 (m2/g)
13 Tiến hành hấp phụ đẳng nhiệt 20 mL dung dịch n-propanol – C3H7OH (trong nước) trên 1 g chất hấp phụ H-ZSM-5 ở 293 K tại các nồng độ khác nhau Kết quả thu được tại cân bằng hấp phụ, nồng độ của dung dịch là C1 = 1,5.10-2 mol/L và C2 = 3,6.10-2 mol/L thì lượng n-propanol bị hấp phụ tương ứng là 80 và 105 mg Coi sự hấp phụ này tuân theo quy luật hấp phụ Langmuir
a) Hãy xác định các hệ số trong phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir
b) Sau khi lọc bỏ H-ZSM-5 ở các dung dịch sau hấp phụ, hãy xác định sức căng bề mặt của các dung dịch trên (ứng với nồng độ C1 và C2) tại 293K Từ đó xác định độ hấp phụ a (tính bằng mol/m2) trên bề mặt lỏng khí theo hấp phụ Gibbs Biết sự phụ thuộc sức căng bề mặt vào nồng độ theo phương trình Shycopxki: σ = σo – A.ln(1+B.C) với A = 15,21.10-3 N/m và B = 92,8; ở 20oC nước có sức căng bề mặt là 72,8 mN/m
ĐS: a) 2,2 10-3 mol/g; 98 M-1 b) 3,63.10-6 mol/ml; 4,81.10-6 mol/ml
14 Sự hấp phụ rượu metylic trong dung dịch lên bề mặt than hoạt tính tuân theo phương trình
đẳng nhiệt Langmuir Khi nồng độ cân bằng là 0,0181 M thì 1 gam than đã hấp phụ được
cuu duong than cong com
Trang 34,67.10-4 mol axit Khi nồng độ cân bằng là 0,882 M thì 1 gam than đã hấp phụ được 2,48.10-3 mol axit
a Xác định độ hấp phụ cực đại và hằng số hấp phụ K
b Biết rằng mỗi phân tử rượu metylic có tiết diện ngang là 2.10-15 cm2 Tính bề mặt riêng của loại than hoạt tính trên
ĐS: a) 2,73 10-3 mol/g; 11,42 M-1
cuu duong than cong com