私自身ほぼ何も分かっていないのでBETのグラフを書いた場合、そのグラフの傾向から何が分かるのか教えてください。吸着剤は活性炭です。
(例:グラフの傾きが○○だから××が分かるみたいな感じで・・・)

A 回答 (1件)

BET法は普通は液体窒素温度での窒素ガスの固体への吸着で表面積を評価するものです。

その他のガス(たとえばAr)の吸着も使いますが、いずれにせよ気相からの多分子層吸着の解析であり、液相吸着で使われる理論ではありません。縦軸の吸着量はどんな量を使いましたか?横軸は通常は平衡ガス圧ですが、何を使ったのでしょう。
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Q吸着等温線は温度に関係なく同じでしょうか。

実験で吸湿剤として塩化カルシウムを使っているのですが、吸着剤とはいったい何なのか?という疑問が湧き、いろいろ検索しているのですが、いくら検索してもなかなかヒットしないことがあり質問させていただきました。
ご存知の方いらっしゃいましたら、お手数ですが教えてください。

以下、質問です。
(1)吸着剤とは、相対湿度が同じ場合、どの温度でも吸湿量は一定になるのでしょうか
(2)吸着等温線はすべての温度で同じカーブを描くという解釈は正しいでしょうか。
(3)(1)と(2)は、物理吸着と化学吸着で答えは異なるのでしょうか。

(4)塩化カルシウムの場合、室温に置いておくと潮解して水溶液になりますが、その状態でもまだ水分を吸い続けるのでしょうか。水溶液の塩化カルシウム濃度がどこまで水を吸うのでしょうか。
また、室温で潮解した場合は、6水和物で正しいですか?それを60℃以下の低湿度で乾燥させた場合、元の無水の状態まで復帰するものでしょうか。(一部は水分残っていたらそこだけ何水和物なのでしょう・・)

よろしければ何でも結構ですので、情報いただければ幸いです。宜しくお願い致します。
また、こういう細かい内容を効率よく調べる手法などがありましたら教えていただけますと幸いです。(図書館で参考書を引くしかないのでしょうか・・)

実験で吸湿剤として塩化カルシウムを使っているのですが、吸着剤とはいったい何なのか?という疑問が湧き、いろいろ検索しているのですが、いくら検索してもなかなかヒットしないことがあり質問させていただきました。
ご存知の方いらっしゃいましたら、お手数ですが教えてください。

以下、質問です。
(1)吸着剤とは、相対湿度が同じ場合、どの温度でも吸湿量は一定になるのでしょうか
(2)吸着等温線はすべての温度で同じカーブを描くという解釈は正しいでしょうか。
(3)(1)と(2)は、物理吸着と化学吸着で...続きを読む

Aベストアンサー

専門じゃないので正確なことはわかりませんが、

(1)、(2)温度によって変わると思います。
→エントロピー、エンタルピーが温度によって変わるから。

(3)化学吸着と物理吸着で答えは異なると思います。

(4)すみませんわかりません。

化学便覧、化学大辞典、論文検索で調べると良いと思います。

参考URL:http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=188572

QBET法による吸着

BETの理論式v/v1=(cx)/{(1-x)×(1-x+cx)}
を変形すると
P/{v(P0-P)}=1/(v1×c)+{(c-1)/(v1×c)}×(P/P0)
という式になり、
この式に実験で得た値P、P0、vより、Y軸にP/{v(P0-P)}を、x軸にP/P0をプロットすれば、そこから物質の表面積が求められる。

この理論はわかるのですが、実際にプロットしてみたところ切片1/(v1×c)が負の値になってしまいます。理論的には1/(v1×c)は正でなければならないのですが、なぜ負になってしまうのかわかる方いらっしゃいませんか?
ちなみに吸着させた物質は窒素で、表面積を求める物質はY型ゼオライトです。

自分なりの予想では、ゼオライトには細孔が存在し、そのために吸着させる物質の選択ができるとのことなので、この細孔が影響しているのかと考えたりしたのですが、さっぱりです。

Aベストアンサー

BETプロットをとる前に,吸着等温線の形をよく検討しましたか?
ゼオライトだと,いわゆるBET形にならないのでは?
それは,つまりゼオライトの細孔構造のせいですが,BET理論の前提とゼオライトの細孔への吸着に大きな乖離があるのは理解していますか?

Q異なる温度での吸着量の計算式による比較

私は、吸着という現象を勉強しているのですが解らないことがあり質問させていただきます。

真空(1x10-3Pa程度)に引いたセル内(セル室壁温度は常温:27℃)にプラスチックを入れ、
10mmφのプレートをプラスチック近傍に設置して、プレート温度のみを5℃に設定して1週間真空を引いた状態にした後、大気にしてプレートを観察するとプレート面上にプラスチックから揮発した可塑剤が液体となって(凝縮されて)多く付着しています。

一方、プレート温度のみを20℃に設定して1週間真空を引いた状態にした後、大気にしてプレートを観察するとプレート温度が5℃の時よりも少なく付着しています。

この2種類の温度(5℃と20℃)での付着している可塑剤の付着量を計算式で表し、どの程度差があるのか比較したいと思ってますが、計算式での求め方を教えていただけませんでしょうか。

横軸に経過時間、縦軸に吸着量としてグラフにすると経過時間とともに吸着量が飽和してくるようなイメージを持っていて、吸着頻度、脱離頻度とその差で計算してみたのですが、経過時間との関係が良く分かりませんのでご教授お願いいたします。

私は、吸着という現象を勉強しているのですが解らないことがあり質問させていただきます。

真空(1x10-3Pa程度)に引いたセル内(セル室壁温度は常温:27℃)にプラスチックを入れ、
10mmφのプレートをプラスチック近傍に設置して、プレート温度のみを5℃に設定して1週間真空を引いた状態にした後、大気にしてプレートを観察するとプレート面上にプラスチックから揮発した可塑剤が液体となって(凝縮されて)多く付着しています。

一方、プレート温度のみを20℃に設定して1週間真空を引いた状態にした後、大気...続きを読む

Aベストアンサー

どのような理論モデルを使うかなんて、同じ系であっても何を再現したいのかによって変わるわけで、何が正解かなんて他人に分かるわけがないのですが、

・プレート温度によって最終的な吸着量が違うこと
・吸着量の時間依存性が出せること

この2つが満たされていればいいのなら、下記のようなモデルが比較的分かりやすいモデルになると思います。


単位時間・単位面積に吸着する分子数
=単位時間・単位面積に入射する分子数(ν)×入射した分子が吸着する確率(q)

νは気体分子運動論から求まり、気体分子の分圧に比例する量になりなります。真空引きした直後の振る舞いを考えるのでなければ時間によらない定数になるはずです。
qは1と仮定して差し支えない事が多いと思います。


また、脱離に関しては
単位時間・単位面積から脱離する分子数
=単位面積の分子数(σ)/分子の平均滞在時間(τ)

あるエネルギーE以上になった分子が脱離するのだと考えれば
τ=τ0 exp(-E/kT)
の形で与えられます。特に理由がなければτ0とEはσや温度によらないと仮定した方が単純になります。

このモデルでは吸着量の時間依存性は
dσ/dt=qν-σ/τ
を解くことで求まる事になります。

どのような理論モデルを使うかなんて、同じ系であっても何を再現したいのかによって変わるわけで、何が正解かなんて他人に分かるわけがないのですが、

・プレート温度によって最終的な吸着量が違うこと
・吸着量の時間依存性が出せること

この2つが満たされていればいいのなら、下記のようなモデルが比較的分かりやすいモデルになると思います。


単位時間・単位面積に吸着する分子数
=単位時間・単位面積に入射する分子数(ν)×入射した分子が吸着する確率(q)

νは気体分子運動論から求まり、気体分...続きを読む

Q活性炭の吸着について

o,p-ニトロフェノールを合成し、分離しました。

初めにo-ニトロフェノールを水蒸気蒸留にて分離し、その後p-ニトロフェノールを分離しました。
p-ニトロフェノールを分離する際、活性炭を加え、加熱して熱いうちに吸引濾過をして結晶を析出させました。

このときの活性炭の役割は何でしょうか??
ちなみに、p-ニトロフェノールを析出させる過程で、水酸化ナトリウムや塩化ナトリウム、食塩水などを使いました。

Aベストアンサー

混酸(硫酸+硝酸)によるフェノールのニトロ化を行ったのだと思いますが、
だとすると、反応後の溶液は、副生したタールで真っ黒だったと思います。

水蒸気蒸留で分離できるo-ニトロフェノールは、一旦蒸気にすることで
タールから分離できますが、p-ニトロフェノールはタールと共存したままです。
この状態では、ろ過を行っても、目的物もタールもろ紙を通過してしまいます。

そこで、液体のタールを活性炭に吸着させることで、ろ紙を通れなくし、
ろ過による分離を可能にしている、ということだったと記憶(※)しています。
(目的物のp-ニトロフェノールは、水に溶けているか、溶けきっていなくても、
 加熱により融点以上となって液体化しているため、ろ紙を通過可能)

※高校化学部所属時、バニリン(バニラ香料)の合成原料として、やたらに
  作った記憶から。

Q吸着の温度

吸着という現象を勉強しているのですが解らないことがあり質問させていただきます。
参考書を読むと液体窒素温度で測定した際の理論が多くのっています(というか殆どですね)、液体窒素温度で測定したときは吸着量自体も多いのですが25℃とかの常温にすると殆ど吸着してくれません。これは何故なのでしょうか?周囲の人に聞いたところ分子が活性化するためと言われましたが、活性化すると何故吸着しないのですか?
また、同じ理由なのかもしれませんが、液体窒素温度でHeが吸着しない理由も教えてください。

基本的過ぎるためか、WEBサイトを探してみてもうまくヒットしません。申し訳ありませんがご教授ください。
(基本的なことが記載されているサイト等をご存知でしたらそれも教えてください)

Aベストアンサー

> 液体窒素温度で測定した際の理論が多くのっています

理論に温度が何度であるかははとくに関係ありません.なので,読み方が何かおかしいと思われます.

液体窒素温度での窒素吸着は広く行われますが,それは窒素の物理吸着を測るためです.物理吸着というのは,基本的には凝縮,つまり気体が液化する現象ですから,その圧力での沸点以上ではおこりようがありません.液体窒素温度では 1 atm の窒素が凝縮平衡(気液平衡,つまり気体と液体が共存できる)になります.この温度でこれより低い圧力では本当はすべて気体になるはずですが,固体の表面ではある程度の量は凝縮して(液体といえるかどうかは議論の余地がある)存在できるというのが物理吸着の本質です.
本質的に気体の液化現象なので,温度が高ければ液化しにくい,それは分子運動が激しくなるからだ,という基本理解は必要でしょう.

窒素を液体窒素温度で吸着させるのであれば,1 atm で吸着量∞になるはずであり(液化がおこる),それ以下の圧力では有限の吸着量が得られるわけです.温度を上げればより高圧にしなければ同じ吸着量は得られません.逆に温度を下げれば同じ圧力でも吸着量は増えます.このことから,(常圧での)沸点をはるかに超えた温度では,圧力をよほど上げなければ吸着はおこりません.

ただし.常温では窒素は圧力をいくら上げても液化しません(超臨界状態).なので,常温での窒素吸着は,たとえ高圧にしても BET 型の挙動にはならないでしょう.He は確認していませんが,77K でも超臨界状態のような気がします.

> 液体窒素温度で測定した際の理論が多くのっています

理論に温度が何度であるかははとくに関係ありません.なので,読み方が何かおかしいと思われます.

液体窒素温度での窒素吸着は広く行われますが,それは窒素の物理吸着を測るためです.物理吸着というのは,基本的には凝縮,つまり気体が液化する現象ですから,その圧力での沸点以上ではおこりようがありません.液体窒素温度では 1 atm の窒素が凝縮平衡(気液平衡,つまり気体と液体が共存できる)になります.この温度でこれより低い圧力では本当はす...続きを読む

QBET比表面積は吸着or脱着?

いつもお世話になります。
論文や資料を読んでいるのですが、改めて聞かせていただきたいのですが、一点法による比表面積いわゆる単分子層吸着を想定した比表面積を自動測定機(水蒸気吸着)にて測定する場合、吸着時のものか、若しくは脱着時のものを用いる方がよいのか、どなたか論理的に説明いただけないでしょうか?
試料はセメントで、RH10~100までの測定(2~30nmのメソ細孔)によるものです。
お願いいたします。

Aベストアンサー

P/P0~0.3付近の領域にヒステリシスがあるなら,どちらを使うこともできません.
BETモデルが成り立っていないからです.

Q薄膜成長での吸着と吸収スペクトルの関係

私は、真空中での薄膜の成長について研究しています。ある文献で、成長分子の基板への吸着の度合いを表すパラメータとして、吸着定数(sticking coefficient)なるものが出てきました。この吸着定数についてその文献では、薄膜の吸収スペクトルのうち、波長がQ帯(550nm~1000nm)の強度から決定されると書かれているのですが、そのメカニズムがわかりません。どなたか、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

補足があったので再度登場します。フタロシアニンを基板上に薄膜化するという話ですので,Q帯における吸収で間違いありません。たとえば,固相状態でのフタロシアニンは772 nmに吸収ピークを有します。もちろん,金属が配位すれば吸収ピークも変化しますが,手元の資料(色素ハンドブック)を見ると,その場合でもみな600 nm以上のところにピークがあるようです。
 したがいまして,吸着定数の概念は吸光度に関連していると思いますが,吸着定数そのものについては私もわかりません。たぶん,基板上のフタロシアニンですから,吸収スペクトル測定は「反射法」によるものと想像されます。薄膜の成長の度合いを吸収法で正確に測定することは結構たいへんだと思います。
 以上,回答になっていませんが,参考まで

Q活性炭を使ったメチレンブルーの吸着度測定について・・・2

前回の質問の続きになってしまうのですが吸着平衡に達したことを確認する方法はわかったのですが、今回の測定ではこの操作をあえてしませんでした。その理由が図書館の実験本のどれを調べても載ってませんでした。
なぜ、この操作を無視してもよいのでしょうか?
いろいろ考えたのですが閃きませんでした。教えてください。

この測定に関するサイトなどもよければ教えていただけるとありがたいです。お願いします。

Aベストアンサー

本来,それでいいかどうかは経時変化を確認していないので何も言えません.とうか,言ってはいけない.
学生実験とかだとその日のうちに結果が出ないといけないのでそういうレシピになっているのかもしれませんが,普通に考えれば誰かが予備実験をした結果大丈夫だったとか,その程度の理由でしょう.
ただ,活性炭素繊維みたいな,比較的吸着速度の速い(表面がほとんど外部に出ている)ものでさえ,10分は短いような気がします.どのような活性炭を使ったかわかりませんので断言はできませんが,常識的には細孔 (といっても分子レベルのものではなく,もっとマクロなもの) 内部には液が染み込んでおらず,平衡吸着量をまともに求められる条件には思えません.

Q公害防止管理者(水質)・活性炭吸着とベンゼンの関係

はじめまして
公害防止管理者(水質)の勉強をしています。
有害物の処理、
ベンゼンの処理には活性炭が使用できるとの事、
ただし「吸着はあまり多くない」というのが
私の頭を悩ませています。

そのそも活性炭吸着の吸着は
脂肪族より芳香族が吸着しやすい
親水性より疎水性
分子量の大きなものなど特徴があります。

ベンゼンといえば「芳香化合物」の「芳香」の元?
有機溶媒で水に溶けにくいはず
(そもそもベンゼンは芳香族化合物でも他の化合物と
はまったく別物性質があるとか)
なのに吸着量が少ないのは疑問
そこで推測を立ててみました。

1、ベンゼンは他の芳香化合物とくらべると水に溶けやすい(だとしたら何故)
2、吸着という現象が起こるので、置換反応、
  酸化還元反応しにくいしやすいという概念が当てはまらない
3、あのC6H6の世にも奇妙なケクレを悩ませた形に秘密がある
  薬の合成になくてはならないものだとか

私の化学の知識なんて、無いも同然
どなたかその素晴らしい知識を私にご披露ください^^;
よろしくお願いいたします。

はじめまして
公害防止管理者(水質)の勉強をしています。
有害物の処理、
ベンゼンの処理には活性炭が使用できるとの事、
ただし「吸着はあまり多くない」というのが
私の頭を悩ませています。

そのそも活性炭吸着の吸着は
脂肪族より芳香族が吸着しやすい
親水性より疎水性
分子量の大きなものなど特徴があります。

ベンゼンといえば「芳香化合物」の「芳香」の元?
有機溶媒で水に溶けにくいはず
(そもそもベンゼンは芳香族化合物でも他の化合物と
はまったく別物性質があるとか)
なのに...続きを読む

Aベストアンサー

一応、化学をやってた者ですが・・・「活性炭へのベンゼンの吸着量が多くない」とは知らなかった上に、Webで調べてもわからなかったのですが(汗)

さて、「吸着量は多くない」というのが、例えば「トルエンに比べて」なのか「タールに比べて」なのかによって、話は大きく変わってきます。
以下、2つの場合を想定して、推測を述べます。
(なお、ベンゼンの活性炭への吸着は、共有結合をつくるような化学反応ではありません。また、水に溶けやすいということもありません)

1)同程度の分子量であるトルエン等に比べても少ない場合:
ベンゼンは平面六角形型で、対称性の高い分子です。
(言ってみれば「円に近い形」)
このため、活性炭の微細孔に入った場合であっても、引っ掛からずにまた出てきてしまう(=吸着が弱い)、という可能性が考えられます。
(トルエンの場合、メチル基が1個ある分、引っ掛かりができる、と)
・・・これが事実だとすると、souitirou-haneiさんの「3、あのC6H6の世にも奇妙なケクレを悩ませた形に秘密がある」との推測が当たっていることになります。

2)比較の対象が、タール分のように、ベンゼンよりも遙かに分子量が大きいものだった場合:
この場合は、「粒よりも紐の方が他のものに引っ掛かりやすい」のと同じで、ベンゼンのような小さい分子よりも、高分子(=紐状・帯状・膜状)の方が吸着されやすい、という説明ができます。


・・・あまり化学的でない回答になってしまいましたが、以上が私の推測です。

一応、化学をやってた者ですが・・・「活性炭へのベンゼンの吸着量が多くない」とは知らなかった上に、Webで調べてもわからなかったのですが(汗)

さて、「吸着量は多くない」というのが、例えば「トルエンに比べて」なのか「タールに比べて」なのかによって、話は大きく変わってきます。
以下、2つの場合を想定して、推測を述べます。
(なお、ベンゼンの活性炭への吸着は、共有結合をつくるような化学反応ではありません。また、水に溶けやすいということもありません)

1)同程度の分子量であるトルエン等...続きを読む

Q活性炭の吸着について

酢酸を活性炭で吸着することを習ったのですが、酢酸の疎水基が活性炭の表面に着くのか、親水基が表面に着くのか分かりません。自分のイメージとしては酢酸分子を一つの丸い球をイメージしていました。そのため、そう聞かれるとどのよう着くのか気になります。教えてください。

Aベストアンサー

可能性としては両方あるでしょう.
活性炭は基本的に疎水性表面の吸着剤ですが,いたるところに OH や COOH のような官能基もあるので,そういうところと水素結合などで吸着している可能性も排除できません.
そもそも活性炭とひとくくりにできるようなものではなく,原料,製法,後処理などで吸着特性は千差万別です.


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