3 0.1875 4 0.375 5 0.75 Arvutused Γmax (mol/m2) 0.0000066 S0 (m2) 2.51686047E-019 l0 (m) 4.93358702E-010 Arvutuslik L0 (nm) 0.52096 L0 (m) 5.2096E-010 Molekuli pindala S0 adsorptsioonikihis: �_0=1/(�_���∗�_� ) Adsoptsioonikihi paksus, mis vastab molekuli pikkusele: �_0=(�_���∗�)/� Molekuli arvutuslik pikkus: L0= [L(O-H) + L(O-C) +2 L(C-C) + L(C-H)]* sin(109°)/2 Molekuli pindala S0 adsorptsioonikihis: �_0=1/(�_���∗�_� ) Adsoptsioonikihi paksus, mis vastab molekuli pikkusele: �_0=(�_���∗�)/� Molekuli arvutuslik pikkus: L0= [L(O-H) + L(O-C) +2 L(C-C) + L(C-H)]* sin(109°)/2
Joonisel 3 on esitatud pindliia pöördväärtuse sõltuvus kontsentratsiooni pöördväärtusest. Joonis 3 Joonis 3 abil leian adsorptsiooni suuruse max pinna maksimaalsel täitumisel. Kuna joonisel on toodud ka selle graafiku funktsioon, siis selle põhjal: max = mol/m2 Leitud max-i alusel leian molekuli pindala S0 adsorptsioonikihis ja kihi paksuse l0. 1 S0 = max N A = 2,46*10-19 m2 max M l0 = = 5,04 * 10-10 m M = 60,10 g/mol =0,804 g/cm3 = 804000 g/m3 Võrdluseks leian ka molekuli pikkuse ka keskmiste sideme pikkuste kaudu. L0= [L(O-H) + L(O-C) + L(C-C) + 2L(C-H)]* sin = (0,1+0,14+2*0,15+0,1)*0,814 =0,521 nm = 5,21 * 10-10m Kokkuvõte Antud töös oli vaja uurida adsorptsiooni lahuse ja õhu piirpinnal. Selle jaoks tuli läbi viia katse erineva kontsentratsiooniga lahustega stalagmomeetri abil.
0,3 3,33 0,0125 4,87·10-6 205529,01 Valitud kontsentratsioonidel leitud Z väärtused asendatakse Gibbsi adsorptsiooniisotermi võrrandisse . Väärtused on järgmises tabelis ning joonistatud on adsorptsiooniisoterm =f(c) Joonestan graafiku 1/=f(1/c), millest leian adsorptsiooni suuruse max pinna maksimaalselt täitumisel. Selleks kasutan Langmuiri võrrandi teisendatud kuju Leitud max järgi arvutan molekuli pindala adsorptsioonikihis S 0 ja adsorptsioonikihi paksuse l0, mis vastab molekuli paksusele. Ühe molekuli ristlõikepindala pindkihis: Adsorptsioonikihi paksuse, mis vastab molekuli pikkusele, saan seosest: Leain butanooli arvutusliku pikkuse, võttes kõigi sidemete vaheliseks nurgaks 109° Järeldus Eksperimantaalne ja arvutuslik tulemus on natukene erinevad ()
300000 250000 200000 1/ 150000 100000 50000 0 0 2 4 6 8 10 12 1/c 1/max=76419 -> max=0.0000131=13.110-6 mol/m 2 4) max alusel molekuli pindala adsorptsioonikihis S0 ja adsorptsioonikihi S0 = kus NA = 6,02 1023mol-1 So=1/(13085.710-96.021023)=12.6910-20 m2 l0 = = 0.801 106g/m3 M(C4H10O)=74.1 g/mol max=13.110-6 l0=1.21 nm 5) Isobutanooli molekuli teoreetilise pikkus arvutamine L0=[ L[O-H]+L[O-C]+2L[C-C]+L[C-H] ]sin(54.5°)=0.521nm JÄRELDUS Saadud tulemus on liigi kaks korda suurem oma teoreetilisest väärtusest. Saad
0,03125 32 8,5 0,0085 0,000003489 286588,4706 0,0625 16 11,5 0,0115 0,000004721 211826,2609 0,125 8 12,5 0,0125 0,000005131 194880,16 0,25 4 13 0,013 0,000005337 187384,7692 Joonistatud graafik 1/ = f(1/c) Graafikult näeb, et max = (166090)-1 = 0,00000602 Leitud max alusel arvutan molekuli pindala adsorptsioonikihis S0 ja adsorptsioonikihi paksuse l0, mis vastab molekuli paksusele. Ühe molekuli ristlõikepindala pindkihis: Adsorptsioonikihi paksuse, mis vastab molekuli pikkusele, saan seosest: Leian isopropanooli arvutusliku pikkuse, võttes kõigi sidemete vaheliseks nurgaks 109 L0 = (0,10 + 0,14 + 0,30 + 0,10) * sin = 0,521 nm = 5,2 *10-10 m Vastus: Eksperimentaalne ja arvutuslik viga on veidi erinevad. Aga ma usun, et see võib olla
270000 250000 1/ 230000 210000 310000 290000 270000 250000 1/ 230000 210000 190000 170000 150000 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 1/c 4) Leitud max alusel arvutan molekuli pindala adsorptsioonikihis S0 ja adsorptsioonikihi paksus lo , vastab molekuli pikkusele. Kui 1m2 pinnal adsorbeerub max mooli ainet, siis molekulide arv pinnaüh on max NA ja ühe molekuli ristlikepindala pindkihis Adsorptsioonikihi paksuse, mis vastab molekuli pikkusele,saan seosest max M = l0 kus M on aine molaarmass g/mol, -aine tihedus g/m3, l0 - adsorptsioonikihi paksus 5) Leian propanooli arvutusliku pikkuse, võttes kõigi sidemete vaheliseks nurgaks 109o.
Z, Pindliig , c, 0,140 7,1429 0,00850 292 604 0,210 4,7619 0,00885 292 604 0,300 3,3333 0,00875 284 244 0,500 2,0000 0,00875 284 244 Jooniselt näeme, et , seega: Seega molekuli pindala adsorptsioonikihis on: Leitud tulemust võrdlen pikkusega, mis on arvutatud sidemete keskmiste pikkuste alusel: Katsevea arvutus Oma arvutustes leidsin ma, et katses adsorptsioonikihi paksus oli m, mis on suhteliselt erinev sidemete keskmiste pikkuste alusel arvutatud molekuli pikkusega, milleks on m. Nende kahe tulemuse erinevus on: Seega leitud adsorptsioonikihi paksus on sidemete keskmiste pikkuste alusel arvutatud molekuli pikkusest poole võrra suurem.
=Z/RT 0,39 2,56 12 0,012 4,8273E-006 3)Joonestan graafiku 1/=f(1/c), millest leian adsorptsiooni suuruse max pinna maksimaalselt täitumisel. Selleks kasutan Langmuiri võrrandit teisendatud kujul Graafikult saab leida, et 1/max= 145000 max= 6,897E-006 4) Leitud max alusel arvutan molekuli pindala adsorptsioonikihis S0 ja adsorptsioonikihi paksus l vastab molekuli pikkusele. Kui 1 m2 pinnal adsorbeerub max mooli ainet, siis molekulide arv pinnaühikul on max NA ja ühe molekuli ristlikepindala pindkihis NA= 6,0200000E+023 1/mol S0= 2,4086379E-019 m2 Adsorptsioonikihi paksuse, mis vastab molekuli pikkusele,saan seosest kus M on aine molaarmass g/mol M= 60 g/mol -aine tihedus g/m3, = 804000
1/max = 2,46*10 (m /mol), max= 4,1*10 = (0,14+0,15+0,10+0,10)sin(109o/2)= 0,3989 nm = 3,99*10-10(m) (mol/m2). Järeldused: Võrreldes katseandmetest saadud lo ja arvutuslikult saadud Lo tulemusi Leitud max alusel arvutatakse molekuli pindala adsorptsioonikihis So ja (3,99*10-10 2,4*10-10= 1,59*10-10 m), siis võib järeldada, et leitud adsorptsioonikihi adsorptsioonikihi paksus lo, mis vastab molekuli pikkusele. Kui 1 m2 pinnal paksus erineb etanooli molekuli arvestusliku pikkusest, kuid mitte väga palju.
3) Joonestan graafiku 1/=f(1/c), millest leian adsorptsiooni suuruse max pinna maksimaalselt täitumisel. Selleks kasutan Langmuiri võrrandit teisendatud kujul . Graafikult on leida, et max = (195000)-1 = 5,13x10-6 mol/m2. 4 4) Leitud max alusel arvutan molekuli pindala adsorptsioonikihis S0 ja adsorptsioonikihi paksuse l0, mis vastab molekuli paksusele. Ühe molekuli ristlõikepindala pindkihis: Adsorptsioonikihi paksuse, mis vastab molekuli pikkusele, saan seosest: 5) Leian isobutanooli arvutusliku pikkuse, võttes kõigi sidemete vaheliseks nurgaks 109 o. JÄRELDUSED Arvutuslik pikkus ja eksperimentaalne pikkus erinevad 0,521-0,473=0,048 nm võrra. Erinevus on tegelikult üsna väike (ühe C-C sideme pikkus on 0,15 nm)
04 3 0.06 4 0.08 5 0.1 ∆c 1 0.02 2 0.02 3 0.02 4 0.02 Arvutused Molekuli pindala adsorptsioonikihis S0 ja adsorptsioonikih 𝛤_𝑚𝑎𝑥=1/█(122475@) 𝑚𝑜𝑙/𝑚^2 𝑆_0=1/(𝛤_𝑚𝑎𝑥 𝑁_𝐴 )=122475/6,02𝐸23= 𝑙_0=(𝛤_𝑚𝑎𝑥 𝑀)/𝜌=74/(5𝐸6∙810000)= Molekuli arvutuslik pikkus L0 L0 = [ L(O-H) + L(C-O) + 3L(C-C) + L(C-H)] sin(109°/2) = = (0,10 + 0,14 + 3 · 0,15 + 0,10) sin(109°/2) = 0,64 nm = 6,4·
0 65,2108*10 191909,38 6 0 Joonis . Adsorptsiooni isoterm 3) Joonestasin graafiku 1/=f(1/c), millest leidsin adsorptsiooni suuruse max pinna maksimaalsel täitumisel. Selleks kasutasin Langmuiri võrrandit , teisendatud kujul Graafikult saan, et 1/max=161480 4) Leitud max alusel arvutasin molekuli pindala adsorptsioonikihis S0 ja adsorptsioonikihi paksuse l0, mis vastab molekuli pikkusele. Kui 1 m2 pinnal adsorbeerub max mooli ainet, siis molekulide arv pinnaühikul on maxNA ja ühe molekuli ristlõikepindala pindkihis on: , kus NA = 6,02*1023 mol-1. Adsorptsioonikihi paksuse, mis vastab molekuli pikkusele, saab seosest , kus M on aine molaarmass g/mol. NB! aine tihedus g/m3 (see on mittesüsteemne ühik) ja l0 on adsorptsioonikihi paksus m;
1/c Joonise abil leian adsorptsiooni suuruse Гmax pinna maksimaalsel täitumisel. Kuna joonisel on toodud ka selle graafiku funktsioon, siis selle põhjal: 1 1 =245045=¿ =4,08∗10−6 Г max Гmax = 245045 mol/m2 4) Leitud max alusel arvutatakse molekuli pindala adsorptsioonikihis S 0 ja adsorptsioonikihi paksus lo , mis vastab molekuli pikkusele. Kui 1 m 2 pinnal adsorbeerub max mooli ainet, siis molekulide arv pinnaühikul on max NA ja ühe molekuli ristlōikepindala pindkihis 1 max N A S0 = 1 S o= −6 23 =4,0714∗10−19 m2 4,08∗1 0 ∗6,02∗1 0 max M
06583783 1.32232E-06 2 0.12 8.3333333333 0.065242667 1.53782E-06 3 0.14 7.1428571429 0.064656995 1.74566E-06 4 0.16 6.25 0.064080813 1.94583E-06 5 0.18 5.5555555556 0.063514121 2.13833E-06 0.2 5 0.06295692 0.00012716 Arvutused Molekuli pindala adsorptsioonikihis S0 ja adsorptsioonikihi paksus l0 Γmax 9.25129286817833E-06 S0 1.79556478405316E-19 l0 6.91545648479499E-10 Molekuli arvutuslik pikkus L0 L0= [L(O-H)+L(C-0)+2*L(C-C)+L(C-H)]*sin(109/2)= =0.52nm = 5.2*10^-10m 1.7955*10^-19 9.2512*10^-6 Uuritav aine Propanool
(tuletust ei tule) 16. Adsorptsiooni isotermi leidmine (KK1 labori põhjal, kui tegite). 1)Arvutan erinevate kontsentratsioonidega lahustele pindpinevuse, võttes arvesse vee pindpinevust toatemperatuuril, milleks on 72,75 mJ/m2 2) Leian valitud kontsentratsioonidel pindliia 3) Leian adsorptsiooni suuruse max pinna maksimaalsel täitumisel. Selleks kasutan Langmuiri võrrandit: =max , mis on teisendatud kujul 4) Arvutatan molekuli pindala adsorptsioonikihis S0 S0= 5) Arvutan adsorptsioonikihi paksuse lo, l0= 17. Elektrolüütide adsorptsioon. Mida suurem on tuum, seda väiksem on hüdratiseerunud kiht peal, seda suurem on tuuma adsorptsiooni võime. Siin põhjustavad adsorptsiooni elektrostaatilised jõud. Vaatleme siin vaid vesilahuseid. Ioonid adsorbeeruvad polaarsetel kristalli pindadel. Kui kristalli pinnal on laeng, siis adsorbeerib see vastasmärgilised ioonid. Ioonide
annaabi.ee 
