Faza ciekła i izotermy Freundlicha

Izotermy fazy ciekłej są oparte na empirycznej izotermie Freundlicha, która pokazuje związek pomiędzy stężeniem końcowym związku w cieczy w stosunku do obciążenia węgla określonym związkiem. Izoterma fazy ciekłej to wykres ilości zaadsorbowanych zanieczyszczeń na masę jednostkową węgla w zależności od stężenia końcowego w roztworze.

W przypadku roztworów z jednym związkiem zasadniczo można uzyskać wykresy prostoliniowe, wykorzystując empiryczne równanie Freundlicha, które określa zależność ilości zanieczyszczeń w fazie ciekłej od ilości zaabsorbowanej do węgla aktywnego, przy zastosowaniu następującego równania:

X/M = kC^1/n

gdzie X/M = obciążenie, czyli ilość zaabsorbowanych zanieczyszczeń (X) na jednostkę wagi węgla (M);

C = stężenie zrównoważone po adsorpcji;

k, n = stałe.

Przyjmując logarytmy, uzyskujemy:

log X/M = log k + 1/n log C.

Jest to równanie linii prostej, której nachylenie wynosi 1/n, i której punkt przecięcia z osią współrzędnych to k przy C = 1. W związku z tym, jeśli wartość X/M jest przedstawiana na wykresie w stosunku do C na papierze logarytmicznym, powinno się uzyskać linię prostą. Zdarzają się jednak sytuacje, gdy występują odchylenia. Na przykład izotermy cieczy zawierających wiele składników mogą mieć linię z kilkoma nachyleniami.

Izotermy adsorpcji fazy ciekłej i węgiel aktywny

Izotermę adsorpcji fazy ciekłej uzyskuje się eksperymentalnie poprzez dodawanie coraz większych ilości sproszkowanego węgla aktywnego do różnych kolb zawierających stałe objętości cieczy, która ma być poddana oczyszczeniu. Węgiel aktywny zostaje sproszkowany w celu zmniejszenia efektów kinetycznych, dzięki czemu węgiel możliwie jak najszybciej osiąga równowagę. Jedna z kolb nie zawiera węgla - jest to próba zerowa.

Następnie kolby są poddawane mieszaniu, zazwyczaj przez całą noc, w stałej temperaturze, aby osiągnąć stan równowagi. Następnie próbka zostaje przefiltrowana w celu usunięcia sproszkowanego węgla aktywnego, a pozostała ciecz jest analizowana pod kątem stężenia zaadsorbowanego związku. Określane jest stężenie w każdej próbce i w próbie zerowej. Na podstawie tych pomiarów można obliczyć wszystkie wartości potrzebne do wykreślenia izotermy, a także teoretyczną ilość granulowanego węgla aktywnego, jaka będzie niezbędna do osiągnięcia celu oczyszczania.

Szczegółową procedurę eksperymentalną można pobrać tutaj. Ta eksperymentalna procedura to jedynie wytyczne i nie może ona zastąpić osobistego kontaktu z naszym doświadczonym personelem technicznym. Inżynierowie spółki DESOTEC zawsze służą pomocą przy wyborze odpowiedniego węgla aktywnego i odpowiednich warunków eksploatacji. Zawsze mogą się Państwo skontaktować z nami!

Porównaj różne rodzaje węgla aktywnego dzięki badaniom opartym na izotermach!

Na podstawie izotermy możemy uzyskać następujące informacje:

Czy można osiągnąć pożądany cel oczyszczania?
Jakie jest teoretyczne zużycie węgla aktywnego?

Izoterma to prosta i szybka metoda porównania różnych rodzajów węgla aktywnego oraz zbadania wpływów odczynu pH i temperatury w celu wyboru najlepszych warunków badania opartego na izotermach lub wykreślenia izotermy w naszym laboratorium wsparcia technicznego

Z drugiej strony, badanie oparte na izotermach to badanie statyczne, które dostarcza informacji na temat:

Wpływu fluktuacji w instalacji;
Kinetyki adsorpcji, a stąd także długości strefy przenikania masy;
Obecności zawiesin ciał stałych;
Wpływu mikrobiologii przyczyniającej się do degradacji biologicznej;
Ciepła adsorpcji w odniesieniu do związków organicznych podczas namaczania.

Informacje te można uzyskać przeprowadzając badanie pilotażowe przy wykorzystaniu produktu MOBICON^® mobilnego systemu adsorpcyjnego. Są Państwo zainteresowani? Prosimy o kontakt!

Powrót do przeglądu