Gr. 34 Zespół 1	Ćwiczenie nr 5	Data: 16 listopad 2000
Mierzwa Rafał Rynduch Zygmunt Mielnik Michał	WYZNACZANIE POWIERZCHNI WŁAŚCIWEJ ADSORBENTA METODĄ BET.	Ocena:

1. Wprowadzenie.

Adsorbcja- jest to samorzutny proces egzotermiczny polegający na zagęszczeniu substancji na powierzchni ciała stałego, lub cieczy.

Adsorbent- jest to substancja na powierzchni, której następuje adsorbcja.

Adsorbat- substancja adsorbowana.

Wyróżniamy:

• Adsorbcję fizyczną, w której:

• adsorbowane cząstki wiążą się z elementami fazy stałej siłami Van der Waalsa

• ilość ciepła wydzielana jest mała

• równowagi adsorbcyjne ustalają się szybko (niska energia aktywacji)

• adsorbcja ta zanika ze wzrostem temperatury

• mogą powstawać warstwy wielocząsteczkowe

• Adsorbcję chemiczną, w której:

• adsorbowane cząstki wiążą się z elementami fazy stałej siłami kulombowskimi

• ilość ciepła wydzielana jest duża

• wysoka energia aktywacji

• adsorbcja ta nie zanika ze wzrostem temperatury

• powstaje monowarstwa

Teoria BET została opracowana przez BRUNAUERA, EMMETTA i TELLERA. Tworząc tą teorię przyjęto następujące założenia:

• powierzchnia adsorbentu jest jednorodna

• cząsteczki w pierwszej monowarstwie są zlokalizowane, tj. nie mają stopni swobody ruchu translacyjnego

• nie ma oddziaływań pomiędzy cząsteczkami znajdującymi się na tej samej warstwie

IZOTERMA ADSORBCJI BET MA POSTAĆ:

gdzie:

V- objętość zaadsorbowanego gazu

V_m- objętość gazu, która jest potrzebna do pokrycia powierzchni adsorbentu warstwą monomolekularną

2. Cel ćwiczenia.

Ćwiczenie polega na wyznaczaniu ciśnienia równowagowego par n-pentanu nad adsorbentem (węglem aktywnym granulowanym). Celem ćwiczenia jest wyznaczenie izotermy adsorpcji dla wymienionego układu.

3. Wykonanie ćwiczenia.

Osuszony adsorbent w ilości 8,2214 gramów wsypujemy do zważonego pojemnika i poddajemy odgazowaniu pod próżnią. Po 50 minutach pojemnik z adsorbentem studzimy i ważymy. Podłączamy dozownik zawierający około 10 cm³ n- pentanu. Temperatura otoczenia wynosi 20⁰ C. Po 6 minutach odczytujemy ciśnienie.

4. Wyniki pomiarów.

P₀- w temperaturze 20⁰ C wynosi 420.2 [tor]

tgα= 79,25

Vi [cm^3]	Pi [tor]	Pi^o	ΔPi	Viads	Po-Pi	Viads*(Po-Pi)	Pi/(Viads*(Po-Pi))
0,4	2,0	31,7	29,7	0,375	418,2	156,726	0,013
0,8	3,0	63,4	60,4	0,762	417,2	317,967	0,009
1,2	3,5	95,1	91,6	1,156	416,7	481,637	0,007
1,6	4,0	126,8	122,8	1,550	416,2	644,913	0,006
2,0	11,5	158,5	147,0	1,855	408,7	758,093	0,015
2,4	28,5	190,2	161,7	2,040	391,7	799,216	0,036
2,8	53,5	221,9	168,4	2,125	366,7	779,209	0,069
3,2	87,0	253,6	166,6	2,102	333,2	700,456	0,124
3,6	123,0	285,3	162,3	2,048	297,2	608,651	0,202

Wykresy P od V i P_i/(V_iads*(P_o-P_i)) od P_i są na osobnych stronach.

tgβ= 0,001917

b= 0,03669

Gęstość n- pentanu w 20⁰ C wynosi d= 0,6219[g/cm³], masa molowa M= 72,09 [g/mol]

Powierzchnia zajmowana przez adsorbat:

Powierzchnia czynna właściwa wynosi:

5. Omówienie wyników.

Adsorpcja na węglu aktywnym jest procesem bardzo interesującym. Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że węgiel aktywny spełnia bardzo dobrze rolę adsorbenta. Pozwala na usuwanie wielu niepożądanych związków, zwłaszcza trudnych do usunięcia związków organicznych. Odchylenie wyników mogą być spowodowane niedokładnym odczytem zmian ciśnienia wskazywanym przez manometr rtęciowy i objętości odparowanego n-pentanu.

---