ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАНОТЕХНОЛОГИЙ

Стр 1 из 8Следующая ⇒

Романова И.П., Романов П.С.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАНОТЕХНОЛОГИЙ

Учебное пособие (контрольная работа)

по дисциплине «Теоретические основы нанотехнологий»

Для направления подготовки: 151900.62 Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств.

Профиль подготовки: «Технология машиностроения»

Заочная форма обучения

Коломна – 2014 г.

УДК 539.2+541.18+621.81

ББК 34.5+22.3

Р69

Авторы: Романова Ирина Петровна, Романов Петр Сергеевич

Рецензенты: Новиков Валерий Гурьевич, доктор технических наук, профессор,

профессор кафедры автоматизации производства и информационных технологий

Коломенского института (филиала) ФГБОУ ВПО «Московский государственный

машиностроительный университет (МАМИ)»

Кириленко Николай Яковлевич, доктор инженерных наук, профессор кафедры

машиноведения ГАОУ ВПО МГОСГИ

Кафедра «Автоматизации производства и информационных технологий»

Р69 Романова И.П., Романов П.С.

Теоретические основы нанотехнологий: учебное пособие (контрольная работа) / И.П. Романова, П.С. Романов; под общ. ред. Романова П.С. – Коломна: КИ (ф) МГОУ, 2014. – 56 с.

В учебном пособии приведены основные теоретические положения нанотехнологий, необходимые для выполнения студентами самостоятельно контрольной работы по дисциплине «Теоретические основы нанотехнологий». Приведены примеры решения задач, контрольные задания, справочные данные и литература для их выполнения.

Учебное пособие предназначено для студентов заочной формы обучения высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки: 151900.62 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств», профиля подготовки: «Технология машиностроения».

Рекомендовано к печати решением учебно-методического совета КИ (ф) Машиностроительного университета от " _25_" __февраля___2014 г. № _6_

©Романова И.П., Романов П.С., 2014

машиностроительный университет (МАМИ)", 2014

Оглавление

стр.

Список основных сокращений …………………………………….5

Введение ………………………………………………………………6

Глава 1. Методические рекомендации по выполнению

контрольной работы …………………………………….7

§1.1. Методические указания по выполнению контрольной

работы…………………………………………………………...7

§1.2. Структура и порядок оформления отчета ……………………7

§1.3. Рекомендуемая литература для выполнения контрольной

работы…………………………………………………………...8

Глава 2. Определение удельной поверхности

Наноматериалов адсорбционным методом

Ленгмюра ……………………………………………..…..10

§2.1. Основные положения теории адсорбции…………………….10

2.1.1 Введение……………………………………………………10

2.1.2. Основные определения…………………………………...11

2.1.3. Явление сорбции…………………………………………..13

2.1.5. Уравнение изотермы адсорбции Генри…………………..20

§2.2. Уравнение изотермы адсорбции Ленгмюра…………………22

Глава 3. Методы определения среднего размера и удельной

поверхности наночастиц ………………………………31

§3.1. Представление распределения частиц по размерам………...31

3.1.1. Табличное задание распределения……………………….32

3.1.2. Линейная диаграмма……………………………………...33

3.1.3. Гистограмма……………………………………………….34

§3.2. Математическое представление распределений…………….35

3.2.1. Расчет средних размеров с использованием

гистограмм…………………………………………………35

3.2.2. Расчет удельной поверхности порошка………………….38

Глава 4. Решение контрольных заданий ………………………..40

§4.1. Решение контрольных заданий по теме «Определение

удельной поверхности наноматериалов адсорбционным

методом Ленгмюра»………………………………………….40

стр.

4.1.1. Контрольные задания……………………………………..41

4.1.2. Варианты контрольных заданий………………………….42

§4.2. Решение контрольных заданий по теме «Методы

определения среднего размера и удельной поверхности

наночастиц»…………………………………………………...47

4.2.1. Контрольные задания……………………………………..47

Список литературы ………………………………………………..53

Приложение. Вариант оформления титульного листа…………...54

Список основных сокращений

АСМ - атомно-силовой микроскоп (микроскопия);

БОМ - ближнепольный оптический микроскоп;

БЭТ - метод Брунауера-Эммета-Теллера;

КР – контрольная работа;

МСМ - магнитно-силовой микроскоп (микроскопия);

НМ - наноструктурные материалы;

НП – нанопорошок;

НТ – нанотехнология (нанотехника);

ПК – персональный компьютер;

ПЭВМ – персональная электронно-вычислительная машина;

ПЭМ - просвечивающий электронный микроскоп;

РФА - рентгенофазовый анализ;

РЭМ - растровый электронный микроскоп;

СБОМ - сканирующая ближнепольная оптическая микроскопия;

СЗМ - сканирующая зондовая микроскопия;

СОС - система обратной связи;

ССМ - сканирующий силовой микроскоп;

СТМ - сканирующий туннельный микроскоп;

ЭСМ - электросиловой микроскоп.

Введение

Целью контрольной работы, которая выполняется студентами заочной формы обучения самостоятельно в период между сессиями, является закрепление знаний, полученные на лекциях, анализ полученных результатов и их применение для решения практических задач. В ходе выполнения контрольной работы студенты должны:

изучить теоретические положения нанотехнологий и применять их для анализа основных свойств наноматериалов, для обработки результатов исследований наноструктур, для расчета их основных характеристик;

получить умения и навыки в обработке результатов исследований наноструктур, в расчете их основных характеристик, в анализе и обобщении полученных результатов.

Глава 1. Методические рекомендации по выполнению

Контрольной работы

Методические указания по выполнению контрольной

Работы

Контрольная работа выполняется студентами самостоятельно в межсессионный период. Отчет проводится в следующей зачетной сессии. Рекомендуется для производства расчетов применять ПЭВМ.

Студенты должны самостоятельно изучить соответствующие разделы теоретического курса. С примерами решения задач и основным теоретическим материалом студенты знакомятся на лекциях и лабораторных занятиях, а также рекомендованной для самостоятельного изучения литературы. В данной учебном пособии кратко приводится необходимый теоретический материал, а также примеры решения задач.. Отчет выполняется в электронном виде с использованием интегрированного пакета Microsoft Office for Windows (версии XP, 2000 и более поздние версии), включающего в себя приложения: Word – текстовый процессор; EXCEL – табличный редактор.

Для производства расчетов при решении задач могут также применяться стандартные пакеты программ (типа TURBO DELFI).

§1.2. Структура и порядок оформления отчета

По материалам работы каждым студентом составляется отчет по установленной форме. Отчет должен быть оформлен аккуратно с четким, подробным заполнением всех разделов и в полном соответствии требованиям ГОСТ по оформлению текстовых документов.

Помимо титульного листа (образец приведен в приложении) отчет должен иметь оглавление.

Отчет должен содержать все таблицы с расчетами, выполненными на базе табличного процессора Microsoft EXCEL (других стандартных пакетов программ) и графики, построенные на их основе. К отчету прилагаются программы расчетов, составленные с помощью стандартных пакетов программ, в электронном виде.

Кроме того, отчет должен содержать:

1. Исходные данные по каждому заданию в виде таблицы, созданной в табличном процессоре Microsoft EXCEL.

2. Анализ полученных результатов исследований и выводы по работе. Выполнение чертежей, рисунков, диаграмм проводится с использованием ПЭВМ. Графики строятся на координатных осях с указанием масштаба и откладываемых физических величин. При построении на одной системе координат нескольких графиков (кривых), их точки отмечаются различными значками. Каждый график должен иметь название и лаконичный текст, поясняющий его целевое назначение, параметрическую зависимость и характерные особенности. Особое внимание при оформлении отчета обучаемые должны обратить на составление выводов по выполненным заданиям. В выводах нужно сопоставить результаты проведенных расчетов с известными из теоретического курса закономерностями и указать причины наблюдаемых явлений. Полностью оформленный отчет представляется каждым обучаемым преподавателю в установленное расписанием время. Представленные в отчете расчеты, порядок их получения и обработки обучаемые обязаны уметь четко пояснить.

За проведенную работу, оформленный отчет и по результатам выполнения контрольных заданий преподаватель выставляет дифференцированную оценку, с указанием замечаний.

§1.3. Рекомендуемая литература для выполнения контрольной

Работы

1. Головин Ю.И. Основы нанотехнологий. М.: Машиностроение, 2012. 656 с.: ил.

2. Ибрагимов И.М., Шевердяев О.В. Нанотехнологии и наноматериалы. – М.: Изд-во: МГОУ, 2012. - 234 с.

3. Романов П.С. Теоретические основы нанотехнологий. Часть 1. Общая характеристика нанотехнологий. Учебное пособие. – Коломна: КИ (ф) МГОУ, 2013. – 102 с.

4. Романов П.С. Теоретические основы нанотехнологий. Часть 2. Технологии изготовления и исследования наносистем. Учебное пособие. – Коломна: КИ (ф) МГОУ, 2013. – 90 с.

5. Романова И.П., Романов П.С. Теоретические основы нанотехнологий. Часть 3. Применение нанотехнологий в машиностроении. Часть 3. Применение нанотехнологий в машиностроении: учебное пособие / И.П. Романова, П.С. Романов; под общ. ред. Романова П.С. – Коломна: КИ (ф) МГМУ (МАМИ), 2014. – 100 с.

6. Матренин СВ. Наноструктурные материалы в машиностроении: учебное пособие / С.В. Матренин, Б.Б. Овечкин; Томский политехнический университет. — Томск: Изд-во Томского ПУ, 2010.- 186 с.

7. Романов П.С. Теоретические основы нанотехнологий. Учебное пособие (контрольная работа). – Коломна: КИ (ф) МГОУ, 2014. – 44 с.

8. Романов П.С. Теоретические основы нанотехнологий. Учебное пособие (лабораторный практикум). – Коломна: КИ (ф) МГОУ, 2013. – 200 с.

9. Карнаухов А. П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. — Новосибирск: Наука. Сиб. предприятие РАН, 1999. - 470 с.

10. С. Грет. К. Синг Адсорбция. Удельная поверхность. Пористость. 2-е изд. Москва «МИР». 1984.

11. Сергеев Г. Б. Нанохимия: учебное пособие / Г. Б. Сергеев. - 2-е изд. - М.: КДУ, 2007. -336 с: ил.

12. Суздалев И.П. Нанотехнологии: физикохимия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. - М.: КомКнига, 2006. — 592 с.

13. Расчеты и задачи по коллоидной химии /Под ред. Барановой В.И. - М.: Высш. шк., 1989. - 288 с.

14. Архипов В.А., Шереметьева У.М. Аэрозольные системы и их влияние на жизнедеятельность: Учебное пособие. – Томск: Издательство Томского ГПУ. 2007. – 136 с.

Иметь представление

об основных терминах и определениях, принятых при описании сорбционных явлений;

Знать

основные положения теории адсорбции;

уметь:

применять процедуру расчета основных параметров изотермы адсорбции Ленгмюра и определения удельной поверхности наноматериалов;

иметь навык:

в проведении инженерных расчетов и анализе полученных результатов.

Введение.

Основной характеристикой наноматериалов, в том числе полимерных композиционных наноразмерных материалов, определяющей отнесение их к данной группе веществ, является степень их дисперсности, то есть характерный размер структур, образующих данный материал. Поэтому экспериментальные методы измерения степени дисперсности наноматериалов, оценки размеров отдельных частиц занимают центральное место при характеристике любого наноматериала. В ряду этих методов важную роль играет измерение удельной поверхности наноматериала – величины межфазной поверхности всех образующих наноматериал структурных элементов в единице массы образца. Чем выше степень дисперсности наноматериала, тем больше величина его удельной поверхности. При разработке технологии наноматериалов часто именно их поверхность является целевой характеристикой, определяющей преимущества их использования. Одним из экспериментальных подходов к измерению удельной поверхности твердых дисперсных материалов является сорбционный метод.

Метод сорбции и капиллярной конденсации газов позволяет определять важнейшие характеристики твердофазных веществ, такие как удельная площадь поверхности, пористость (микро-, мезопористость), объем пор, распределение пор по размерам. Данные характеристики особо важны при исследовании веществ, обладающих каталитическими, фотокаталитическими, мембранными и адсорбционными свойствами.

Данные, получаемые при измерение сорбции газов, могут быть использованы при работе с наноструктурированными материалами. Метод сорбции и капиллярной конденсации удачно дополняет другие методы анализа материалов такие как дифракционные методы анализа и микроскопия и др., давая более полную информацию об образце.

Площадь поверхности может быть вычислена при помощи ряда классических моделей (BET, метод Ленгмюра и др.) при обработке данных адсорбции газа образцом. В данной работе будет рассмотрен метод Ленгмюра.

2.1.2. Основные определения.

Адсорбция - обогащение (т. е. положительная адсорбция, или просто адсорбция) или обеднение (т.е. отрицательная адсорбция) одного или более компонентов в межфазном слое. Таким образом, адсорбция представляет собой концентрирование вещества на поверхности раздела фаз (твердая - жидкая, твердая - газообразная, жидкая - газообразная).

Вещество, на поверхности которого происходит адсорбция, называется адсорбентом, а поглощаемое из объемной фазы вещество называется адсорбатом.

Обратный процесс перехода вещества с поверхности в объем фазы - десорбция. На рис.2.1 приведены производные термины, принятые при описании сорбционных явлений.

Сорбция - адсорбция на поверхности, абсорбция путем проникновения молекул в решетку твердого тела и капиллярная конденсация в порах. Слово адсорбция обозначает поглощение у поверхности тела в отличие от абсорбции - поглощения в объеме тела, например растворения газа в объеме жидкости.

Адсорбат (сорбат ) – газообразное или жидкое вещество, которое сорбируется на границе адсорбента.

Сорбент – вещество-поглотитель.

Если хотят при этом указать характер поглощения, то употребляют термины " адсорбент" или " абсорбент". Поглощаемое вещество, находящееся в газовой среде, называют сорбтивом (соответственно, адсорбтивом или абсорбтивом), в адсорбционной фазе — сорбатом (соответственно, адсорбатом или абсорбатом).

Рис. 2.1. Термины, принятые при описании сорбционных явлений

Физическая адсорбция – адсорбция за счет короткодействующих неспецифических ван-дер-ваальсовых сил.

Химическая адсорбция (хемосорбция) – сорбция за счет специфических химических взаимодействий с образованием устойчивых поверхностных соединений.

Изотерма адсорбции (сорбции) – зависимость сорбированного количества от давления газа (пара) при постоянной температуре. Форма изотермы сорбции характеризует морфологию и физико-химические свойства поверхности сорбента и характер его взаимодействия с сорбатом.

Единицы количества адсорбированного вещества – моль/г адсорбента. При сорбции газов часто количество адсорбированного вещества выражают в см³ газа при нормальных условиях/1 г адсорбента.

Мера дисперсности. Мерой раздробленности всякой дисперсной системы может служить либо поперечный размер частиц “а” (для сферических частиц - диаметр “d”, а для частиц, имеющих форму куба - ребро куба “l”), либо обратная ему величина Д=1/а, называемая обычно дисперсностью, либо удельная поверхность S_уд, т.е. межфазная поверхность, приходящаяся на единицу объема дисперсной фазы. Все эти величины взаимосвязаны. Чем меньше размер частиц, тем больше дисперсность или удельная поверхность, и наоборот. К коллоидным системам относятся системы, у которых значение “а” лежит в пределах 1…100 нм (10^-7 … 10^{-5 см), а дисперсность - в пределах 1…100 нм-1} (10⁷…10⁵ см^-1). Верхний предел дисперсности коллоидных систем обусловлен тем, что при дальнейшем дроблении вещества в растворе уже будут находиться не агрегаты молекул, а отдельные молекулы, имеющие размер порядка 0, 1 нм.

Явление сорбции.

Твердые тела могут поглощать относительно большие объемы конденсирующихся газов. Величина поглощенного объема зависит от типа материала твердого тела и природы газа. Существенную роль в адсорбционных явлениях, происходящих на твердых телах, играют два фактора: площадь поверхности твердого тела и его пористость (объем пор). Таким образом, измеряя адсорбцию газов и паров, можно получать информацию об удельной поверхности и пористой структуре твердых тел.

Термин адсорбция первоначально означал конденсацию газов на открытых поверхностях (в отличие от абсорбции, в результате которой молекулы газа проникают в массу абсорбирующего твердого тела). Адсорбция в настоящее время принята как международный термин, означающий обогащение (т.е. адсорбцию) или обеднение (т.е. десорбцию) одного или более компонентов в межфазном слое. Общий термин сорбция означает адсорбцию на поверхности, абсорбцию путем проникновения молекул в решетку твердого тела и капиллярную конденсацию в порах (рис. 2.2). Однако этот термин не получил широкого распространения, тогда как термином «адсорбция» часто называют поглощение, происходящее как по механизму капиллярной конденсации, так и собственно поверхностной адсорбции.

а) б)

в) г)

Рис. 2.2. Схематичное изображение процесса сорбции газа:

а) сильно увеличенная частица твердого вещества; б) образование монослоя адсорбированных молекул (насыщение ~ 20%); в) капиллярная конденсация, образование мультислоев (насыщение ~ 70%); г) полное заполнение всего объема пор (насыщение ~ 100 %)

На практике методы адсорбции обычно используются для определения удельной поверхности и пористой структуры лишь высокодисперсных твердых тел или систем с развитой пористостью. Обычно частицы высокодисперсного порошка – первичные частицы – под действием поверхностных сил слипаются в более или менее плотные вторичные частицы. Если контакты между соседними частицами слабые, эти ансамбли, называемые в этом случае агрегатами, могут снова разрушаться. При повышенных температурах или при прессовании под давлением первичные частицы соединяются в более прочные вторичные частицы – так называемые агломераты.

Приступая к обсуждению поверхностных свойств твердых тел с большой удельной поверхностью, полезно провести различие между внешней и внутренней поверхностями. Различие между двумя типами поверхности в известной степени произвольно, однако, считают, что выступы и трещины, высота или глубина которых меньше, чем ширина, образуют внешнюю поверхность, а трещины, поры и полости, глубина которых больше, чем их ширина, образуют внутреннюю поверхность. Несмотря на такую неопределенность проводить различие между внешней и внутренней поверхностями практически полезно; у большинства пористых тел внутренняя поверхность на несколько порядков больше, чем внешняя, и общая поверхность твердых тел является преимущественно внутренней.

В благоприятных случаях осажденный образец может иметь такую открытую структуру, что его адсорбционные и иные свойства окажутся такими же, как у непористого материала. Твердые тела такого типа используются при получении стандартных изотерм адсорбции, которые имеют фундаментальное значение при определении удельной поверхности и пористой структуры адсорбционными методами.

Поверхности наночастиц

Учебные цели. В результате изучения материала занятия обучаемые должны:

Иметь представление

о распределение частиц по размерам;

Знать

методы определения среднего размера и удельной поверхности наночастиц;

уметь:

применять методы определения среднего размера и удельной поверхности наночастиц для определения параметров наночастиц;

иметь навык:

в проведении инженерных расчетов и анализе полученных результатов.

Линейная диаграмма.

Табличное задание распределения частиц по размерам громоздко и обладает малой наглядностью, особенно при большом количестве интервалов k. Поэтому удобно использовать графический способ изображения распределения, например, в виде линейной диаграммы. Линейная диаграмма представляет собой график, по оси абсцисс которого нанесены значения средних точек интервалов х_i, а по оси ординат — количество частиц n_i в каждом интервале. Линейная диаграмма для рассмотренного выше примера приведена на рис.3.1.

Рис. 3.1. Линейная диаграмма распределения

Линейная диаграмма дает представление о виде распределения, то есть об относительном содержании частиц каждой фракции в аэрозольной системе, однако она не позволяет оценить количественные характеристики распределения. При увеличении числа разбиения k, линейная диаграмма будет представлять собой плавную кривую, качественно отражающую распределение частиц по размерам.

Гистограмма.

Более точно распределение частиц по размерам можно представить в виде гистограммы — зависимости количества частиц в i-м интервале n_i отнесенного к длине этого интервала Δ x_i от размера частиц. На рис. 3.2. приведена гистограмма для приведенного выше распределения.

Рис. 3.2. Гистограмма распределения

Гистограмма представляет собой совокупность смежных прямоугольников. Площадь каждого прямоугольника равна числу частиц, размеры которых попадают в данный интервал. Общая площадь гистограммы равна общему числу частиц в измеренном порошке.

Методом Ленгмюра»

Номер варианта указывает преподаватель (при получении работы по электронной почте номер варианта определяется на основе табл.4.1 по двум последним цифрам номера зачетной книжки). В тех заданиях, в которых указывается только один вариант, он является общим для всех студентов.

Таблица 4.1

Выбор варианта контрольной работы

Две последние цифры шифра	Вариант
00 – 01 - 02 - 03 - 04
05 – 06 - 07 - 08 - 09
10 – 11 - 12 - 13 - 14
15 – 16 - 17 - 18 - 19
20 – 21 - 22 - 23 - 24
25 – 26 - 27 - 28 - 29
30 – 31 - 32 - 33 - 34
35 – 36 - 37 - 38 - 39
40 – 41 - 42 - 43 - 44
45 – 46 - 47 - 48 - 49
50 – 51 - 52 - 53 - 54
55 – 56 - 57 - 58 - 59
60 – 61 - 62 - 63 - 64
65 – 66 - 67 - 68 - 69
70 – 71 - 72 - 73 - 74
75 – 76 - 77 - 78 - 79
80 – 81 - 82 - 83 - 84
85 – 86 - 87 - 88 - 89
90 – 91 - 92 - 93 - 94
95 – 96 - 97 - 98 – 99

Для исходных данных для своего варианта выполнить следующие задания.

4.1.1. Контрольные задания.

Задание 1. Решить пример 2.1 по исходным данным, приведенном в нем.

Постройте изотерму адсорбции в линейных координатах. Графически определите константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность активированного угля S_уд. Сравните полученные результаты с результатами, приведенными в примере 2.1.

Задание 2. По экспериментальным данным адсорбции, указанным в исходных данных для своего варианта, вычислите константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность вещества, указанного в варианте задания, S_уд. Алгоритм решения приведен в примере 2.1.

Задание 3. Решить пример 2.2 по исходным данным, приведенном в нем.

По полученным данным построить график в координатах уравнения Ленгмюра в линейной форме P/a=f(P).Рассчитать площадь, занимаемую молекулой бензола в плотном монослое. Сравнить полученные результаты.

Задание 4. По экспериментальным данным адсорбции, указанным в исходных данных для своего варианта, вычислите значения Р/а. По полученным данным построить график в координатах уравнения Ленгмюра в линейной форме P/a=f(P). Рассчитайте площадь, занимаемую молекулой газа. Алгоритм решения приведен в примере 2.2.

Указания. 1. Все расчеты проводятся на ПК с использованием табличного процессора Microsoft EXCEL и созданием формульных зависимостей в соответствующих ячейках таблиц.

2. Построение диаграмм и гистограмм проводятся на ПК с использованием табличного процессора Microsoft EXCEL.

3. По результатам работы проводится анализ, и делаются выводы.

4. Результаты расчетов, в том числе и в электронном виде, представляются преподавателю на проверку во время защиты контрольной работы.

5. Защита письменных отчетов проводится согласно расписанию.

Задание 5. Дать письменные ответы на вопросы.

1. Расскажите о методе сорбции и капиллярной конденсации газов.

2. Приведите основные определения теории адсорбции.

3. Расскажите о явлении сорбции.

4. Расскажите об изотермах адсорбции – десорбции.

5. Расскажите об уравнении изотермы адсорбции Генри.

6. Расскажите об уравнении изотермы адсорбции Ленгмюра. Приведите основные ограничения на ее применение.

7. Приведите изотерму адсорбции Ленгмюра. Поясните ее вид.

8. Приведите порядок проведения расчетов и построения линейная форма уравнения Ленгмюра и изотермы адсорбции Ленгмюра.

9. Расскажите о порядке расчета удельной поверхности материалов.

Варианты контрольных заданий.

К заданию 2.

Вариант 1. По экспериментальным данным адсорбции углекислого газа СО₂ на активированном угле вычислите константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность активированного угля S_уд. Для СО₂ V_M = 22, 41 л/моль=22, 41∙ 10^-3м³/моль, ω =0, 187 нм².

р·10³, Па	9.9	49.7	99.8	200.0	297.0
а, см³/г	32, 0	70.0	91, 0	102.0	107.3

Вариант 2. По экспериментальным данным адсорбции аргона на активированном угле вычислите константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность активированного угля S_уд. Указание. Необходимо выразить a в см³/г. Использовать формулу а (см³/г) =a(моль/г)∙ (M/ρ ) Для аргона М= 0, 040 кг/моль, ρ =1, 784 кг/м³. ω =0, 176 нм².

р·10³, Па	2.5	3.43	7, 42	13.10	17.20
а∙ 10⁴, моль/г	1.68	2.27	4.47	6.97	8.19

Вариант 3. По экспериментальным данным адсорбции СО₂ на древесном угле при 273 К вычислите константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность древесного угля S_уд. Указание. Необходимо выразить a в см³/г. Использовать формулу а (см³/г) =a(моль/г)∙ (M/ρ ) Для СО₂ М=0, 044 кг/моль, ρ = 1, 977 кг/м³.ω =0, 187 нм².

р, мм.рт.ст.
а∙ 10⁴, моль/г	46.2	113.4	164.6	185.6	205.6

Вариант 4. По экспериментальным данным адсорбции паров воды H₂O макропористым силикагелем вычислите константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность силикагеля S_уд. Указание. Необходимо выразить a в см³/г. Использовать формулу а (см³/г) =a(моль/г)∙ (M/ρ ) Для паров воды М= 0, 018 кг/моль, ρ = 0, 880 кг/м³ (при 100 С), ω =0, 125 нм². V_M = 18∙ 10^-3м³/моль.

р·10³, Па	3.04	7, 72	11.69	14.03	17, 77
а, моль/кг	4, 44	9.22	11.67	13.22	14.89

Вариант 5. По экспериментальным данным адсорбции бензола на поверхности непористой сажи вычислите константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность сажи S_уд. Указание. Необходимо выразить a в см³/г. Использовать формулу а (см³/г) =a(моль/г)∙ (M/ρ ) Для бензола М= 78, 11 г/моль, ρ =0, 879 г/см³. ω =0, 49 нм². V_M = 89∙ 10^-3м³/моль

р, Па	1.03	1.29	1.74	2.50	6.67
а∙ 10², моль/кг	1.57	1.94	2.55	3.51	4.58

Вариант 6. По экспериментальным данным адсорбции углекислого газа СО₂ на активированном угле вычислите константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность активированного угля S_уд. Для СО₂ V_M = 22, 41 л/моль=22, 41∙ 10^-3м³/моль, ω =0, 187 нм².

р·10³, Па	9.9	49.7	99.8	200.0	297.0
а, см³/г	32.0	70.0	91, 0	102.0	107.3

Вариант 7. По экспериментальным данным адсорбции углекислого газа СО₂ на цеолите при 293 К графически определите (или вычислите) константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность цеолита S_уд. Для СО₂ V_M = 22, 41 л/моль=22, 41∙ 10^-3м³/моль, ω =0, 187 нм².

р·10³, Па	1.0	10.0	75, 0	200.0
а, см³/г	35.0	112.0	174.0	188.0

Вариант 8. По экспериментальным данным адсорбции углекислого газа СО₂ на активированном угле графически определите (или вычислите) константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность активированного угля S_уд. Для СО₂ V_M = 22, 41 л/моль=22, 41∙ 10^-3м³/моль, ω =0, 187 нм².

р·10³, Па	10, 0	44.8	144.0	250.0
а, см³/г	32, 3	66.7	117, 2	145.0

Вариант 9. По приведенным ниже опытным данным адсорбции N₂O на древесном угле графически определите (или вычислите) константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность древесного угля S_уд. Для N₂O V_M = 22, 41 л/моль=22, 41∙ 10^-3м³/моль, ω =0, 185 нм².

р, Па	1.90	5.88	12.06	16.82
а, см³/г	0.160	0.189	0.199	0.200

Вариант 10. По приведенным ниже опытным данным адсорбции этилена на древесном угле графически определите (или вычислите) константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность древесного угля S_уд. Для этилена V_M = 22, 41 л/моль=22, 41∙ 10^-3м³/моль, ρ =1, 261 кг/м³.ω =0, 64 нм².

р, Па	1, 62	3, 44	6.70	10.13
а, см³/г	0, 130	0.154	0.169	0.172

Вариант 11. По приведенным ниже опытным данным адсорбции N₂O на древесном угле графически определите (или вычислите) константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность древесного угля S_уд. Для N₂O V_M = 22, 41 л/моль=22, 41∙ 10^-3м³/моль, ω =0, 185 нм².

р, Па	1, 61	3.55	7.40	12.06
а, см³/г	0.150	0.183	0.191	0.199

Вариант 12. По экспериментальным данным адсорбции углекислого газа СО₂ на активированном угле найдите константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность активированного угля S_уд. Для СО₂ V_M = 22, 41 л/моль=22, 41∙ 10^-3м³/моль, ω =0, 187 нм².

р·10³, Па	9.9	99.8	297, 0	398.5
а, см³/г	32.0	91.0	107, 3	108.0

Вариант 13. По экспериментальным данным адсорбции углекислого газа СО₂ на цеолите при 293 К определите константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность цеолита S_уд. Для СО₂ V_M = 22, 41 л/моль=22, 41∙ 10^-3м³/моль, ω =0, 187 нм².

р·10³, Па	5, 0	10.0	30, 0	75, 0	100.0
а, см³/г	86.0	112.0	152, 0	174.0	178, 0

Вариант 14. По экспериментальным данным адсорбции CO₂ на активированном угле найдите константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность активированного угля S_уд. Для СО₂ V_M = 22, 41 л/моль=22, 41∙ 10^-3м³/моль, ω =0, 187 нм².

р·10³, Па	10.0	100.0	250.0	452.0
а, см³/г	32.3	96.2	145.0	177.0

Вариант 15. По экспериментальным данным адсорбции углекислого газа СО₂ на активированном угле найдите константы а_m и К уравнения Ленгмюра, пользуясь которыми, постройте изотерму Ленгмюра. Определите удельную поверхность активированного угля S_уд. Для СО₂ V_M = 22, 41 л/моль=22, 41∙ 10^-3м³/моль, ω =0, 187 нм².

р·10³, Па	49, 7	99.8	200.0	297.0	398.5
а, см³/г	70.0	91.0	102.0	107.3	108.0

12 3 4 5 6 7 8 Следующая ⇒