Absolute Adsorption Isotherms for Ethylbenzene + n-Octane + Zeolite NaX System: Determination of the Activity Coefficients of the Adsorbed Phase (Изотермы абсолютной адсорбции для системы этилбензол + н-октан+ цеолит NaX: определение коэффициентов актив

Аннотация

Адсорбция из растворов неэлектролитов микропористыми адсорбентами, такими как цеолиты, представляет не только практический интерес. Благодаря четко определенной внутренней структуре цеолита, он может служить хорошей модельной системой, что дает возможность измерить абсолютную адсорбцию в прямом эксперименте. Такие данные могут привести к лучшему пониманию свойств жидкого раствора в микропорах. В то время как избыточная изотерма адсорбции может быть легко измерена, точное определение абсолютной изотермы адсорбции требует весьма кропотливого и трудоёмкого эксперимента. Поэтому основная проблема заключается в преобразовании данных по избыточной адсорбции в абсолютную изотерму адсорбции. Учитывая данное обстоятельство, нами ранее был предложен метод оценки изотермы абсолютной адсорбции бинарного раствора на микропористом адсорбенте. Метод основан на уравнении Дубинина-Радушкевича, модифицированном для адсорбции из растворов. Уравнение дает концентрационную зависимость абсолютной адсорбции раствора и включает три неподгоночных параметра: предельные величины адсорбции чистых компонентов, которые намного легче измерить, чем изотерму абсолютной адсорбции раствора, и значение равновесной концентрации, соответствующей максимальной избыточной адсорбции.

Целью данной работы было изучение физико-химических характеристик адсорбционной фазы на основе данных по абсолютной адсорбции адсорбционной системы этилбензол+н-октан+цеолит NaX. Изотермы избыточной адсорбции измерены при температурах 303.15, 338.15 и 363.15 К с использованием общепринятого статического метода. Предельные (абсолютные) величины адсорбции чистых компонентов измерены пикнометрическим методом.

Показано, что измеренные избыточные изотермы адсорбции относятся к II типу по классификации Шая и Надя. Это указывает на сильную адсорбцию этилбензола во всей области концентраций.

Рассчитаны по указанному выше методу изотермы абсолютной адсорбции раствора и предпочтительно адсорбируемого компонента. Эти данные позволили рассчитать для адсорбционной фазы избыточный объем смешения, плотность раствора и коэффициенты активности компонентов раствора. На основе последних рассчитаны избыточные термодинамические функции смешения для адсорбционной фазы: свободная энергия, энтропия и энтальпия.

Полученные данные позволяют сделать некоторые выводы об адсорбционном растворе. Отрицательное значение величины избыточного объема смешения свидетельствует о сжатии объема. Коэффициенты активности указывают на значительное отрицательное отклонение от идеальности, что означает доминирование межмолекулярного взаимодействия между различными молекулами. Об этом же свидетельствует отрицательная величина избыточной свободной энергии смешения.