Простейшая модель обратимой физической адсорбции азота (при T = 85К и ~ 1 - 10 мм.рт.ст.) рассматривает всю поверхность некоторого Материала Икс как набор равнодоступных и одинаковых площадок (адсорбционных центров) S, каждая из которых может быть занята только одной молекулой. Уравнение реакции и константа равновесия этого процесса могут быть записаны как:
1. Выделяется или поглощается энергия в процессе физической адсорбции? Каким образом молекулы азота удерживаются на поверхности? Почему в указанных условиях используется азот, а не гелий? Какими способами можно удалить адсорбированный азот с поверхности? (2 балла)
2. Выведите зависимость степени заполнения поверхности Материала Икс (θ) от в мм.рт.ст, если известно, что при давлениях 1,5 и 5,8 мм.рт.ст. количество азота, адсорбированного пятью граммами Материала Икс, составляет 3·10-3 и 7·10-3 моль, соответственно. (2 балла)
3. Рассчитайте удельную площадь поверхности Материала Икс (в м2/г), если молекула азота занимает на его поверхности квадрат площадью 16 Å2. (2 балла)
4. Почему определенная таким способом величина удельной площади поверхности может отличаться от реальной? (1 балл)
5. Оцените средний радиус (нм) и общую длину (м/г) пор в Материале Икс, если его истинная плотность составляет 2,95 г/см3, а кажущаяся – 1,1 г/см3? При расчете считать образец кубом, пронизанным цилиндрическими порами. (4 балла)
6. Где может найти применение материал с такими, как у Материала Икс, характеристиками? (1 балл)