Выполнение лабораторной работы

Исходные «экспериментальные» данные для выполнения лабораторной работы представлены в табл.5. Здесь М – молярная масса адсорбата, s₁ – посадочная площадка молекул адсорбата (∙10^–20 м²).

Таблица 5 – Исходные данные для лабораторной работы 3

N	M	s1	Измеренные величины
		21,3	P, мм рт. ст.	3,6	17,7	31,8	45,9	60,0
a, г/г	0,0044	0,0184	0,0290	0,0372	0,0439
		21,6	P, мм рт. ст.	3,9	18,0	32,1	46,2	60,3
a, г/г	0,0061	0,0234	0,0357	0,0450	0,0522
		22,0	P, мм рт. ст.	4,2	18,3	32,4	46,5	60,6
a, г/г	0,0081	0,0284	0,0422	0,0522	0,0598

Продолжение таблицы 5

		22,3	P, мм рт. ст.	4,5	18,6	32,7	46,8	60,9
a, г/г	0,0104	0,0336	0,0487	0,0593	0,0672
		22,6	P, мм рт. ст.	4,8	18,9	33,0	47,1	61,2
a, г/г	0,0129	0,0390	0,0552	0,0663	0,0743
		23,0	P, мм рт. ст.	5,1	19,2	33,3	47,4	61,2
a, г/г	0,0156	0,0442	0,0613	0,0727	0,0808
		23,3	P, мм рт. ст.	5,3	19,4	33,5	47,6	61,7
a, г/г	0,0187	0,0497	0,0676	0,0793	0,0875
		23,6	P, мм рт. ст.	5,6	19,7	33,8	47,9	62,0
a, г/г	0,0220	0,0552	0,0738	0,0857	0,0940
		24,0	P, мм рт. ст.	5,9	20,0	34,1	48,2	62,3
a, г/г	0,0254	0,0605	0,0796	0,0917	0,0999
		24,3	P, мм рт. ст.	6,2	20,3	34,4	48,5	62,6
a, г/г	0,0292	0,0662	0,0858	0,0979	0,1062
		24,6	P, мм рт. ст.	6,5	20,6	34,7	48,8	62,9
a, г/г	0,0332	0,0718	0,0918	0,1041	0,1123
		25,0	P, мм рт. ст.	6,7	20,8	34,9	49,0	63,1
a, г/г	0,0373	0,0772	0,0975	0,1097	0,1179
		25,3	P, мм рт. ст.	7,0	21,1	35,2	49,3	63,4
a, г/г	0,0417	0,0830	0,1035	0,1158	0,1239
		25,6	P, мм рт. ст.	7,3	21,4	35,5	49,6 49,6	63,7
a, г/г	0,0463	0,0887	0,1094	0,1217	0,1299
		26,0	P, мм рт. ст.	7,6	21,7	35,8	49,9	64,0
a, г/г	0,0509	0,0941	0,1149	0,1272	0,1352
		26,3	P, мм рт. ст.	7,9	22,0	36,1	50,2	64,3
a, г/г	0,0155	0,0375	0,0543	0,0675	0,0782
		26,6	P, мм рт. ст.	8,2	22,3	36,4	50,5	64,6
a, г/г	0,0202	0,0463	0,0652	0,0796	0,0909
		27,0	P, мм рт. ст.	8,4	22,5	36,6	50,7	64,8
a, г/г	0,0250	0,0547	0,0753	0,0904	0,1020
		27,3	P, мм рт. ст.	8,7	22,8	36,9	51,0	65,1
a, г/г	0,0302	0,0631	0,0850	0,1006	0,1124
		27,6	P, мм рт. ст.	9,0	23,1	37,2	51,3	65,4
a, г/г	0,0356	0,0713	0,0943	0,1103	0,1220
		28,0	P, мм рт. ст.	9,3	23,4	37,5	51,6	65,7
a, г/г	0,0411	0,0791	0,1028	0,1189	0,1306

Продолжение таблицы 5

		28,3	P, мм рт. ст.	9,6	23,7	37,8	51,9	66,0
a, г/г	0,0469	0,0871	0,1113	0,1276	0,1392
		28,6	P, мм рт. ст.	9,8	23,9	38,0	52,1	66,2
a, г/г	0,0528	0,0949	0,1196	0,1358	0,1474
		29,0	P, мм рт. ст.	10,1	24,2	38,3	52,4	66,5
a, г/г	0,0587	0,1022	0,1272	0,1433	0,1547
		29,3	P, мм рт. ст.	10,4	24,5	38,6	52,7	66,8
a, г/г	0,0650	0,1098	0,1349	0,1510	0,1622
		29,6	P, мм рт. ст.	10,7	24,8	38,9	53,0	67,1
a, г/г	0,0714	0,1173	0,1425	0,1585	0,1696
		30,0	P, мм рт. ст.	11,0	25,1	38,2	53,3	67,4
a, г/г	0,0776	0,1242	0,1495	0,1653	0,1761
		30,3	P, мм рт. ст.	11,3	25,4	39,5	53,6	67,7
a, г/г	0,0842	0,1315	0,1567	0,1724	0,1831
		30,6	P, мм рт. ст.	11,5	25,6	39,7	53,8	67,9
a, г/г	0,0909	0,1387	0,1639	0,1794	0,1899
		31,0	P, мм рт. ст.	11,8	25,9	40,0	54,1	68,2
a, г/г	0,0973	0,1454	0,1704	0,1856	0,1960
		31,3	P, мм рт. ст.	12,1	26,2	40,3	54,4	68,5
a, г/г	0,0323	0,0609	0,0830	0,1005	0,1148
		31,6	P, мм рт. ст.	12,4	26,5	40,6	54,7	68,8
a, г/г	0,0408	0,0739	0,0993	0,1170	0,1319
		32,0	P, мм рт. ст.	12,7	26,8	40,9	55,0	69,1
a, г/г	0,0491	0,0859	0,1120	0,1314	0,1464
		32,3	P, мм рт. ст.	12,9	27,0	41,1	55,2	69,3
a, г/г	0,0577	0,0976	0,1249	0,1447	0,1597
		32,6	P, мм рт. ст.	13,2	27,3	41,4	55,5	69,5
a, г/г	0,0662	0,1089	0,1370	0,1569	0,1718
		33,0	P, мм рт. ст.	13,5	27,6	41,7	55,6	69,9
a, г/г	0,0747	0,1193	0,1479	0,1678	0,1824
		33,3	P, мм рт. ст.	13,8	27,9	42,0	56,1	70,2
a, г/г	0,0834	0,1296	0,1585	0,1784	0,1928
		33,6	P, мм рт. ст.	14,1	28,2	42,3	56,4	70,5
a, г/г	0,0920	0,1396	0,1687	0,1884	0,2025
		34,0	P, мм рт. ст.	14,4	28,5	42,6	56,7	70,8
a, г/г	0,1004	0,1489	0,1779	0,1973	0,2111
		34,3	P, мм рт. ст.	14,6	28,7	42,8	56,9	71,0
a, г/г	0,0381	0,0554	0,0655	0,0722	0,0769
		34,6	P, мм рт. ст.	14,9	29,0	43,1	57,2	71,3
a, г/г	0,0424	0,0603	0,0707	0,0775	0,0823
		35,0	P, мм рт. ст.	15,2	29,3	43,4	57,5	71,6
a, г/г	0,0466	0,0652	0,0758	0,0826	0,0874

Продолжение таблицы 5

		35,3	P, мм рт. ст.	15,5	29,6	43,7	57,8	71,9
a, г/г	0,0511	0,0702	0,0810	0,0880	0,0928
		35,6	P, мм рт. ст.	15,8	29,9	44,0	58,1	72,2
a, г/г	0,0557	0,0754	0,0863	0,0933	0,0981
		36,0	P, мм рт. ст.	16,1	30,2	44,3	58,4	72,5
a, г/г	0,0602	0,0803	0,0913	0,0983	0,1032
		36,3	P, мм рт. ст.	16,3	30,4	44,5	58,6	72,7
a, г/г	0,0221	0,0360	0,0469	0,0556	0,0627
		36,6	P, мм рт. ст.	16,6	30,7	44,8	58,9	73,0
a, г/г	0,0279	0,0441	0,0562	0,0686	0,0730
		37,0	P, мм рт. ст.	16,9		45,1	59,2	73,3
a, г/г	0,0337	0,0518	0,0647	0,0745	0,0822
		37,3	P, мм рт. ст.	17,2	31,3	45,4	59,5	73,6
a, г/г	0,0397	0,0593	0,0730	0,0831	0,0908
		37,6	P, мм рт. ст.	17,5	31,6	45,7	59,8	73,9
a, г/г	0,0457	0,0667	0,0809	0,0912	0,0989
		38,0	P, мм рт. ст.	17,7	31,8	45,9	60,0	74,1
a, г/г	0,0517	0,0737	0,0883	0,0986	0,1063
		38,3	P, мм рт. ст.	18,0	32,1	46,2	60,3	74,4
a, г/г	0,0578	0,0808	0,0956	0,1060	0,1137
		38,6	P, мм рт. ст.	18,3	32,4	46,5	60,6	74,7
a, г/г	0,0640	0,0877	0,1028	0,1131	0,1207
		39,0	P, мм рт. ст.	18,6	32,7	46,8	60,9	75,0
a, г/г	0,0700	0,0943	0,1094	0,1198	0,1272
		39,3	P, мм рт. ст.	18,9	33,0	47,1	61,2	75,3
a, г/г	0,0762	0,1010	0,1162	0,1265	0,1339
		39,6	P, мм рт. ст.	19,2	23,3	47,4	61,5	75,6
a, г/г	0,0824	0,1076	0,1229	0,1331	0,1404
		40,0	P, мм рт. ст.	19,4	33,5	47,6	61,7	75,8
a, г/г	0,0884	0,1139	0,1291	0,1392	0,1464
		40,3	P, мм рт. ст.	19,7	33,8	47,9	62,0	76,1
a, г/г	0,0946	0,1204	0,1356	0,1456	0,1527
		40,6	P, мм рт. ст.	20,0	34,1	48,2	62,3	76,4
a, г/г	0,1009	0,1268	0,1419	0,1518	0,1589
		41,0	P, мм рт. ст.	20,3	34,4	48,5	62,6	76,7
a, г/г	0,1069	0,1328	0,1478	0,1576	0,1645
		41,3	P, мм рт. ст.	20,6	34,7	48,8	62,9	77,0
a, г/г	0,0415	0,0615	0,0773	0,0901	0,1006
		41,6	P, мм рт. ст.	20,8	24,9	49,0	63,1	77,2
a, г/г	0,0512	0,0738	0,0910	0,1044	0,1152
		42,0	P, мм рт. ст.	21,1	35,2	49,3	63,4	77,5
a, г/г	0,0605	0,0851	0,1031	0,1169	0,1277
		42,3	P, мм рт. ст.	21,4	35,5	49,6	63,7	77,8
a, г/г	0,0697	0,0957	0,1145	0,1284	0,1392

Продолжение таблицы 5

		42,6	P, мм рт. ст.	21,7	35,8	49,9	64,0	78,1
a, г/г	0,0767	0,1061	0,1251	0,1390	0,1497
		43,0	P, мм рт. ст.	22,0	36,1	50,2	64,3	78,4
a, г/г	0,0873	0,1156	0,1348	0,1486	0,1590
		43,3	P, мм рт. ст.	22,3	36,4	50,5	64,6	78,7
a, г/г	0,0959	0,1249	0,1442	0,1579	0,1681
		43,6	P, мм рт. ст.	22,5	36,6	50,7	64,0	78,9
a, г/г	0,1044	0,1339	0,1531	0,1667	0,1767
		44,0	P, мм рт. ст.	22,8	36,9	51,0	65,1	79,2
a, г/г	0,1125	0,1422	0,1613	0,1747	0,1845
		44,3	P, мм рт. ст.	23,1	37,2	51,3	65,4	79,5
a, г/г	0,1206	0,1506	0,1696	0,1827	0,1923
		44,6	P, мм рт. ст.	23,4	37,5	51,6	65,7	79,8
a, г/г	0,1287	0,1587	0,1776	0,1905	0,1999
		45,0	P, мм рт. ст.	23,7	37,8	51,9	66,0	80,1
a, г/г	0,1363	0,1663	0,1849	0,1976	0,2067
		45,3	P, мм рт. ст.	23,9	38,0	52,1	66,2	80,3
a, г/г	0,1441	0,1740	0,1924	0,2049	0,2138
		45,6	P, мм рт. ст.	24,2	38,3	52,4	66,5	80,6
a, г/г	0,1518	0,1816	0,1998	0,2120	0,2208
		46,0	P, мм рт. ст.	24,5	38,6	52,7	66,8	80,9
a, г/г	0,1591	0,1886	0,2065	0,2185	0,2271
		46,3	P, мм рт. ст.	24,8	38,9	53,0	67,1	81,2
a, г/г	0,0652	0,0905	0,1105	0,1268	0,1403
		46,6	P, мм рт. ст.	25,3	39,0	53,3	67,4	81,5
a, г/г	0,0792	0,1072	0,1200	0,1455	0,1592
		47,0	P, мм рт. ст.	25,4	39,5	53,6	67,7	81,8
a, г/г	0,0922	0,1221	0,1443	0,1615	0,1751
		47,3	P, мм рт. ст.	25,6	39,7	53,8	67,9	82,0
a, г/г	0,0366	0,0476	0,0555	0,0615	0,0662
		47,6	P, мм рт. ст.	25,9	40,0	54,1	68,2	82,3
a, г/г	0,0421	0,0538	0,0629	0,0681	0,0729
		48,0	P, мм рт. ст.	26,2	40,3	54,4	68,5	82,6
a, г/г	0,0475	0,0597	0,0682	0,0744	0,0791
		48,3	P, мм рт. ст.	26,5	40,6	54,7	68,8	82,9
a, г/г	0,0530	0,0657	0,0743	0,0806	0,0853
		48,6	P, мм рт. ст.	26,8	40,9	55,0	69,1	83,2
a, г/г	0,0585	0,0716	0,0804	0,0867	0,0914
		49,0	P, мм рт. ст.	27,0	41,1	55,2	69,3	83,4
a, г/г	0,0639	0,0773	0,0862	0,0925	0,0972
		49,3	P, мм рт. ст.	27,3	41,4	55,5	69,6	83,7
a, г/г	0,0695	0,0832	0,0921	0,0984	0,1006
		49,6	P, мм рт. ст.	27,6	41,7	55,6	69,9	84,0
a, г/г	0,0750	0,0889	0,0979	0,1042	0,1088

Продолжение таблицы 5

		50,0	P, мм рт. ст.	27,9	42,0	56,1	70,2	84,3
a, г/г	0,0805	0,0945	0,1035	0,1097	0,1143
		50,3	P, мм рт. ст.	28,2	42,3	56,4	70,5	84,6
a, г/г	0,0860	0,1002	0,1092	0,1154	0,1200
		50,6	P, мм рт. ст.	28,5	42,6	56,7	70,8	84,9
a, г/г	0,0916	0,1059	0,1149	0,1211	0,1256
		51,0	P, мм рт. ст.	28,7	42,8	56,9	71,0	85,1
a, г/г	0,0970	0,1113	0,1203	0,1265	0,1309
		51,3	P, мм рт. ст.	29,0	43,1	57,2	71,3	85,4
a, г/г	0,0425	0,0561	0,0670	0,0759	0,0833
		51,6	P, мм рт. ст.	29,3	43,4	57,5	71,6	85,7
a, г/г	0,0518	0,0669	0,0786	0,0879	0,0954
		52,0	P, мм рт. ст.	29,6	43,7	57,8	71,9	86,0
a, г/г	0,0606	0,0768	0,0889	0,0984	0,1059
		52,3	P, мм рт. ст.	29,9	44,0	58,1	72,2	86,3
a, г/г	0,0692	0,0862	0,0986	0,1081	0,1156
		52,6	P, мм рт. ст.	30,2	44,3	58,4	72,5	86,6
a, г/г	0,0775	0,0951	0,1077	0,1172	0,1246
		53,0	P, мм рт. ст.	30,4	44,5	58,6	72,7	86,8
a, г/г	0,0854	0,1034	0,1160	0,1255	0,1327
		53,3	P, мм рт. ст.	30,7	44,8	58,9	73,0	87,1
a, г/г	0,0933	0,1115	0,1242	0,1335	0,1406
		53,6	P, мм рт. ст.	31,0	45,1	59,2	73,3	87,4
a, г/г	0,1010	0,1194	0,1320	0,1412	0,1482
		54,0	P, мм рт. ст.	31,3	45,4	59,5	73,6	87,7
a, г/г	0,1082	0,1267	0,1393	0,1483	0,1551
		54,3	P, мм рт. ст.	31,6	45,7	59,8	73,9	88,0
a, г/г	0,1156	0,1341	0,1465	0,1554	0,1621

Наводим курсор на панели Norton Commander на файл “ads1.exe” и нажимаем клавишу «Enter» («Ввод»). Дальнейшая работа с программой производится в соответствии с указаниями, которые появляются на экране монитора. В качестве примера ниже рассмотрено выполнение этой работы для варианта 100 (табл.5).

Выбираем номер файла для сохранения данных на жестком диске и вводим число обрабатываемых точек, равное 5. Последовательно вводим (с десятичной точкой) пары значений P и a из табл.5, разделяя их запятой. Получаем на экране таблицу (*) введенных величин, а также 1/P и 1/a:

P a 1/P 1/a

---------------------------------------------------------------------

31.6 0.1156 0.03165 8.65052

45.7 0.1341 0.02188 7.45712

59.8 0.1465 0.01672 6.82594

73.9 0.1554 0.01353 6.43501

88.0 0.1621 0.01136 6.16903

----------------------------------------------------------------------

Нажимаем любую клавишу и в этом же окне появляются результаты (**) обработки данных методом наименьших квадратов в соответствии с уравнением (34):

A B а пред.=1/A b=A/B

------------------------------------------------------------------------------

4.780 122.337 0.2092 0.03907

------------------------------------------------------------------------------

Здесь коэффициент A равен 1/a_пред, а коэффициент B равен 1/(a_предb). Далее приведены искомые величины a_пред = 0,2092 г/г и b = 0,03907 (мм рт.ст.)^–1.

Таким образом, полученное уравнение Лэнгмюра имеет вид:

(г/г). (36)

Нажимаем любую клавишу и в открывающемся окне предлагается выбор:

Повторный расчет – 1, окончание – 0, графики – 2

------------------------------------------------------------------

При нажатии клавиши 2 получаем возможность посмотреть на экране монитора 3 типа графиков (рис.9 – 11):

(a - p) (масштаб опыта) – 1

(a - p) (масштаб - с a_пред) – 2

(1/a - 1/p) –3

--------------------------------------------------

окончание – 0

--------------------------------------------------

Рисунок 9 – Изотерма адсорбции Лэнгмюра в масштабе опытных данных

Мы видим, что на рис.11 все 5 экспериментальных точек хорошо ложатся на прямую линию, экстраполяция которой до 1/P = 0 дает величину 1/a_пред, равную 4,78.

По уравнению (35) определяем удельную поверхность адсорбента. При этом величина s_уд в этом уравнении должна быть выражена в единицах моль/г:

s_уд = [0,2092 (г/г):163 (г/моль)]∙54,3∙10^–20м²∙6,02∙10²³ моль^–1 = 420 м²/г.

Рисунок 10 – Изотерма адсорбции Лэнгмюра с учетом a_пред

Рисунок 11 – Изотерма адсорбции Лэнгмюра в обратных координатах