En la adsorción de un gas sobre 15 gr de carbón a 20 oC, se determinó con la isoterma de Langmuir el volumen de gas absorbido en la monocapa, siendo igual a 0.3067703, el área superficial del carbón es 760 m 2 / g y la presión de trabajo 1 atm. ¿Cuál es el área molecular del gas adsorbido? Diga qué volumen del gas se necesitaría para formar una monocapa completa sobre 1 g. de un adsorbente cuya área superficial específica fuera 1200 m2 / g en las mismas condiciones de P y T y usando el mismo gas. Se obtuvieron los siguientes datos de cantidad adsorbida de un soluto sobre cierto material adsorbente a 25oC, se sabe que el área molecular (σ) es igual a 21 A / molécula: C (M) 1 3 5 7 10 Y (mol/g) 1.9895 3.3370 3.8600 4.1380 4.3740 a) Calcule Σ en m2 / g. b) Calcule Θ a cada concentración. c) Calcule el valor de Y si la concentración es 10.5 M y diga qué valor de Θ tendrá el adsorbente a esa concentración. El número de centímetros cúbicos de un gas adsorbidos por 2 g de carbón, a 0 oC y diferentes presiones se tabula a continuación: P (cm Hg) 30 60 90 120 3 X (cm ) 29.25 43.50 54.60 64.20 Calcule las constantes de la isoterma de Freundlich. Se trabajó la adsorción de una sustancia sobre carbón a 0 oC, a continuación se reportan los datos obtenidos: C (M) 0.5 3 4 6 8 Y (mol/g) 1.23899 2.83380 3.65577 4.01738 4.23310 Calcule σ sabiendo que Σ es 3037.73 m 2 /g y θ a cada concentración. Diga qué cantidad de adsorbato se necesitaría para una monocapa completa sobre la superficie mencionada si el adsorbato tuviera una área molecular de 10-19 m2 /molécula. Se adsorbió un gas sobre muestras de 2 g de un adsorbente cuya área específica se desea determinar. Trabajando a -183oC y P = 76 cm Hg, se obtuvieron los siguientes datos: P (cm Hg) 4.10 7.64 11.70 17.50 23.70 30.60 3 X (cm ) 1308.58 1409.92 1483.34 1791.76 1968.00 2232.40 Considerando que σ = 16.2 m 2 /molécula, calcular Σ y la diferencia entre el calor de adsorción y el calor de licuefacción del gas adsorbido. Se obtuvieron los siguientes datos para la adsorción de acetona en solución acuosa sobre carbón a 18 oC. Determine cuál de las isotermas se cumple y calcule las constantes la misma: Y (mmol/g) 0.208 0.618 1.075 1.500 2.080 2.880 C (mmol/L) 2.34 14.65 41.03 88.62 177.69 268.97 Se adsorbió un gas cuya área molecular se quiere determinar, sobre un adsorbente a 20oC y 1 atm. Utilizando el mismo adsorbente y en las mismas condiciones, se adsorbió otro gas para el cual la cantidad adsorbida en la monocapa fue 0.5 L/g y cuya área molecular es 8.87 x 10 -20 m2 /molécula. Si para el primer gas la cantidad adsorbida en la monocapa fue 0.3 L/g ¿cuál es su área molecular?
8. Mc Bain y Britton investigaron la adsorción de nitrógeno sobre carbón -77 oC y encontraron que muestras de 0.0946 g de carbón adsorbieron los siguientes pesos de nitrógeno a las presiones indicadas a continuación: P (atm) 3.5 10 16.7 25.7 33.5 39.2 48.6 N2 (g) 0.0119 0.0161 0.0181 0.0192 0.0195 0.0196 0.0199 Diga cuál de las isotermas se cumple. 9. La adsorción de nitrógeno sobre una muestra de rutilio a 77K, ha dado los siguientes resultados: P/Po 0.02 0.05 0.10 0.20 0.30 0.60 0.80 0.90 0.95 3 v (cm /g) 2.1 1.7 3.4 4.2 4.8 6.7 8.0 11.8 20.5 2 Considerando que σ = 16.2 m /molécula, calcular Σ y la diferencia entre el calor de adsorción y el calor de licuefacción del gas adsorbido, si Po = 1 atm. 10. Los siguientes datos corresponden a la adsorción de n-butano a 273K y P o = 1 atm, por una muestra de polvo de wolframio que tiene un área específica de 65 m 2 /g: P/Po 0.04 0.10 0.16 0.25 0.30 3 Y (cm /g) 0.33 0.46 0.45 0.64 0.70 Use la isoterma BET para calcular el área molecular del butano adsorbido para el recubrimiento de la monocapa. 11. Se obtuvieron los siguientes datos en la adsorción de dodecanol disuelto en tolueno sobre una muestra de negro de carbón: C (mol/dm3) 0.012 0.035 0.062 0.105 0.148 X/m (mol/g) 24.1 50.4 69.8 81.6 90.7 Demuestre que los datos se ajustan a la ecuación de Langmuir y calcule θ y Ym. 12. Se midió la adsorción de vapores de butano sobre 1.876 g de un catalizador a 350 oC y se obtuvieron lossiguientes valores: P (mm Hg) 56.39 89.47 125.22 156.61 179.30 187.46 v (mL) 17.09 20.62 23.74 26.09 27.77 28.30 2 Calcule el área superficial específica del catalizador en m /g. Po = 774.4 mm Hg, To = 0oC, área molecular del adsorbato 44.6 A 2/molécula. 13. En la adsorción de soluciones de acético sobre carbón resultó: Ci (M) 0.503 0.252 0.126 0.0627 0.0314 0.0157 Ceq (M) 0.434 0.202 0.0899 0.0347 0.0113 0.0033 m (g) 3.96 3.94 4.00 4.12 4.04 4.00 En todos los casos el volumen de solución fue de 200 mL. Pruebe las isotermas de Freundlich y Langmuir y calcule las constantes de la que se cumpla. En caso de ser posible calcule θ para cada solución.
