Zespół 5	Wyznaczanie powierzchni właściwej adsorbenta metodą BET	Data 1997.XII.10
Ćw. 4	Czubek I. Gębarowska Orłowska B. Mróz	Ocena

1. Wstęp teoretyczny

Adsorpcja - to zagęszczanie się substancji zwanej adsorbatem na powierzchni innej substancji zwanej adsorbentem stanowiącej odrębną fazę.

Najczęściej występuje adsorpcja gazów, par, substancji rozpuszczonej na powierzchni ciała stałego. Może być procesem odwracalnym (desorpcja), co ma zastosowanie do oczyszczania lub rozdzielania mieszanin gazów lub cieczy.

Wśród adsorpcji wyróżniamy:

adsorpcję chemiczną - chemisorpcja - polegająca na tworzeniu się wiązań chemicznych między adsorbatem a adsorbentem,

adsorpcję fizyczną - polegającą na oddziaływaniach międzycząsteczkowych, tzw. sił van der Waalsa, między substancją zaabsorbowaną a absorbentem.

Zdolność adsorpcyjna ciał stałych zależy od ich natury oraz od stopnia rozwinięcia powierzchni, tj. od ilości, rozmiarów i kształtów porów występujących w jednostce masy ciała.

Gazy i pary są na ogół tym chciwiej adsorbowane przez jeden i ten sam adsorbent im niższa temperatura adsorbenta w równowadze z adsorbowanym gazem, wyższe ciśnienie cząstkowe adsorbatu, wyższy ciężar cząsteczkowy adsorbatu oraz wyższa temperatura krytyczna adsorbatu, tzn. im łatwiej ulega on skropleniu.

Badanie procesu adsorpcji polega najczęściej na wyznaczeniu zależności między ilością gazu zaadsorbowanego przez daną masę adsorbentu a ciśnieniem gazu. Pomiary takie dokonuje się zwykle w stałej temperaturze a wyniki przedstawia się graficznie w postaci tzw. izotermy adsorpcji.

2. Przebieg ćwiczenia

Wyznaczamy ciśnienie równowagowe par n-pentanu nad adsorbentem, którym jest węgiel aktywny. Ilość wprowadzonego adsorbatu określa się przy pomocy mikrobiuretki dozującej.

Wyznaczamy izotermę adsorpcji dla tego układu.

węgla aktywnego poddajemy odgazowaniu pod próżnią. Po pojemnik z węglem aktywnym studzimy. Następnie podłączamy dozownik z n-pentanu. W procesie adsorpcji dokonujemy odczytu w zależności od ilości zaadsorbowanego gazu.

Temperatura otoczenia .

Próżnia w układzie .

Wyniki przedstawiamy w tabeli

Vi [cm^3]	pi [mm Hg]	pi^0 [mm Hg]	Δpi	Vi ads	pi^0-pi	Vi ads(pi^0-pi)
0,05	4	20	16	0,05	16	0,8	5,0
0,10	5	37	32	0,10	32	3,2	1,56
0,15	5	57	52	0,15	52	7,8	0,64
0,20	5	76	71	0,20	71	14,2	0,35
0,25	5	95	90	0,25	90	22,5	0,22
0,30	6	113	107	0,30	107	32,1	0,19
0,35	10	132	122	0,35	122	42,7	0,23
0,40	22	151	129	0,40	129	51,6	0,43
0,45	38	170	132	0,45	132	59,4	0,64
0,50	60	189	129	0,50	129	64,5	0,93

3. Obliczenia

Sporządzamy wykres zależności a następnie przesuwamy prostoliniowy fragment wykresu do początku układu współrzędnych i odczytujemy wartość dla danego .

- objętość gazu gdy nie zachodzi adsorpcja,

- prężność pary n-pentanu w temperaturze 20^oC,

Z otrzymanych wielkości sporządzamy wykres , a następnie odczytujemy .

Zgodnie z równaniem izotermy BET

Gęstość n-pentanu

Powierzchnia zajmowana przez adsorbent

Obliczamy powierzchnię czynną właściwą

4. Wnioski

Otrzymane wyniki są porównywalne do innych wyników otrzymanych w procesie badania adsorpcji gazowej.

---