Способ определения физико-химических характеристик системы адсорбат-адсорбент

(я)з 6 01 й 30/48 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фУ)С:(71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт хроматографии (72) Г, Л. Аранович и В. Л. Кепке(56) Буянова Н, Е., Карнаухов А. ПАлабужев Ю. А. Определение удельной поверхности дисперсных и пористых материалов, Методическое руководство, Новосибирск, 1978.Авторское свидетельство СССР М 840734, кл. 6 01 й 30/48, 1981.Журнал физической химии, 1987, М 12, с. 3257.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО- ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ АДСОРБАТ - АДСОРБЕНТ(57) Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано в приборостроении, например в хроматографии, катализе, порошковой металлургии, научной практике и других областях при оп-. Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано вприборостроении, например, в хроматографии, катализе, порошковой металлургии,научной практике и других областях при определении физико-химических характеристик адсорбционных систем.Цель изобретения - повышение точно. сти определения и расширение аналитических возможностей способа.Способ осуществляют следующим образом,Адсорбент продувается несорбирующимся газом-носителем, содержащим заданную концентрацию адсорбтива, адсорбер садсорбентом помещают в холодильную кан.5 Ыад 1679365 А 1 ределении физико-химических характеристик одсорбционных систем, Целью изобретения является расширение аналитических воэможностей способа и повышение точности определения. Адсорбент продувают несорбирующимся газом, содержащим заданную концентрацию адсорбтива, регистрируют адсорбционный и десорбционный пики детектором, определяют константу С общеизвестным методом. Затем в линию газа-носителя дозируют известные объемы Ч 1 и Ч 2 жидкого адсорбтива и его равновесного пара, После . детектирования и получения соответствующих площадей пиков Я 1 и 32(отдозирования жидкого адсорбтива и равновесного пара) рассчитывают величину ц по формуле о= = ВТОПС+ 1 и ), где Т - абсолютная тем 31 Ч 2%Ггпература; В-универсальная газовая постоянная; С - постоянная определяемая из изотермы адсорбции стандартным образом.( Ь меру, а после извлечения.адсорбера из камеры регистрируют адсорбционные и де- О сорбционные пики детектором. Затем в Сд линию газа-носителя дозируют известные 0 с объемы жидкого адсорбтива и его равновес- (Я ного пара, осуществляют определение теплоты адсорбции по формуле ц= ВТ(пс+ п 1 Ч 2),. (1) й где 81, 82 и Ч 1, Чг - площади пиков и объемы доз соответственно при дозировании жидкого адсорбтива и его равновесного пара; Т - абсолютная температура; С - постоянная, определяемая из изотермы адсорбции:В - универсальная газовая постоянная.Изотерма адсорбции имеет следующийвид:РАщ Пкь,)П-Ыгде а - величина адсорбции при давлении Р;Рв - значение Р для насыщенного параадсорбтива;ап - емкость монослоя.Для контакта изотермы С можно получить следующее соотношение:С- (ехр ВоТ -1) А, (3)где А- отношение плотности насыщенногопара адсорбтива к плотности жидкого ад-сорбтива,Из (3) получаютц= ВТ 1 п( - + 1),4Так как С/Л 1, то из (4)Ц =РТ(1 пС - и А ). (5). поэтому из (5) непосредственно получаютсоотношение (1),25Константа С определяется иэ экспериментальной изотермы адсорбции. Для этогоуравнение (2) записывается в следующемвиде;ф - 1 +ф (6) ЗОР рРК а,пс ап,Из (6) видно, что для определения необходимо построить зависимость величиныМ,а(1-РФ,)от Р/Р. Область спрямления такого графикадает диапазон соответствия экспериментальных данных изотерме (2), а отношениетангенса наклона полученной прямой к отрезку, отсекаемому на оси ординат, даетвеличину С.П р и м е р. В качестве адсорбента используют графитированную термическуюсажу (ГГС). Адсорбатом служит четыреххлористый углерод. Изотерму адсорбции определяют путем непрерывной продувкиадсорбента гелием марки А, содержащимпары четыреххлористого углерода. Для образования такой парогазовой смеси гелий 50барботируется через жидкий четыреххлористый углерод. Величина Р/Рв регулируетсяизменением температуры барботера. Пикдесорбции (при быстром нагреве) регистрируется детектором по теплопро водности.Сначала определяют изотерму адсорбции четыреххлористого углерода на ГТС приТ-ЗОЗК. Затем эту изотерму перестраивают в(4) координатах уравнения (6). Диапазон линейности составляет от Р/Р - 0,05 доР/Р -0,7. Отношение тангенса угла наклона полученной прямой к отрезку, отсекаемому на оси ординат, равен 110, т. е. 6 110.На следующем этапе в линию газа-носителя дозируется известная проба жидкогочетыреххлористого углерода, а затем равновесного пара, Регистрируются соответствующие пики. Величина близка к -2050.81 ЧгЧгДля Т=ЗОЗ К имеем ВТ 2518 Дж/моль. Подставляя полученные значения в соотношение (1), находят цДж/моль.Оценка погрешности полученного значения ц дает величину не более 5, в товремя как подобные калориметрические измерения дали бы погрешность не менее20 только лишь за счет экстраполяции ка-О,Таким образом, предложенный способпозволяет расширить возможности путемопределения ц при а-фО по одной изотермеадсорбции; уменьшить по крайней мере в 4раза погрешность определения ц; упростить аппаратуру для определения ц, так какнет необходимости использовать вакуумную систему.Формула изобретенияСпособ определения физико-химических характеристик системы адсорбат-адсорбент, включающий продувку адсорбентанесорбирующимся газом-носителем, содержащим адсорбтив, охлаждение адсорбентаи регистрацию адсорбционных и десорбционных пиков детектором, о тл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью повышения точностиопределения и расширения аналитических.возможностей способа, после регистрацииадсорбционного и десорбционного пиков влинию газа-носителя, последовательно дозируют известные объемы жидкого адсорбтива и его равновесного пара с последующимопределением теплоты адсорбции по формулец= КТ(1 пС+ 1 п),Ч 3 ггде ц - теплота адсорбции;81, Зг - площади пиков соответственнодозированного жидкого адсорбтива иегоравновесного пара;Ч 1, Чг- объемы доз соответственно жидкого адсорбтива и его равновесного пара;Т,. - абсолютная температура;С - постоянная, определяемая из изотермы адсорбции;Р - унйверсальная газовая постоянная.