Gözenekli Katıların Toplam Yüzey Alanı

(1)

Gözenekli Katıların Toplam Yüzey Alanı

Gözenekli katıların toplam yüzey alanı gaz adsorpsiyon yöntemine göre belirlenir. Söz konusu bu yöntem uzun süredir (1940’lı yıllardan beri) standart olarak kullanılmaktadır. Halen çok yaygın ve güvenilir yöntem olarak uygulanmaktadır. Yöntem; Brunauer, Emmett ve Teller (BET) Modeli olarak bilinir, esası Langmuir’in tek tabaka teorisinin çok tabakaya genişletilmesine dayanır. BET eşitliği aşağıda verilmiştir:







o





o



o





o m 1-P/P 1-P/P +C P/P P/P C = V V (1)

Denklem (1)’in doğrusallaştırılmış şekli Denklem (2) sunulmuştır.









      o m m o P P C V 1 -C + C V 1 = 1 -/P P V 1 (2)

Denklemlerdeki V hacmi (cc/g) (adsorplanan veya desorplanan), Vm (cc/g) adsorplananın tek

tabaka kapasitesini, P/Po bağıl basıncı ve C, BETsabitini ifade eder.

BET Eşitliğinden Yüzey Alanın Hesaplanması

Denklem (2) katıların yüzey alanını belirlemek için BET eşitliğinin en uygun şeklidir. Genellikle 0.05P/P_o0.35 aralığında 1/V[(P_o/P)-1] nin P/P_o’e karşı grafiği düz bir doğru verir (Şekil 5).

(2)

Şekil 5. 1/V[(P_o/P)-1] nin P/P_o’_{e karşı değişimi}

Bu doğrunun eğimi, m, ve kayması, b; m = C - 1

V C_m (3)

ve

b = 1

V C_m (4)

V_m ve C (BET sabiti)’nin değerleri

V = 1 m + b m (5) ve C =m b + 1 eşitliklerinden hesaplanır. (6)

Katının 1 gramının spesifik yüzey alanı, S, basit bir eşitlik yardımıyla belirlenebilir,

m 23 V a 22414 10 * 6.02 = S   (7)

Burada V_m adsorplananın tek tabaka kapasitesidir (cm3_{) ve a adsorplananın kesit alanıdır.} “a” nın değeri aşağıdaki eşitlik (8) yardımıyla hesaplanabilir.

2/3 LN M f = a _        (8) y = 0.0019991x + 0.0000254 R² = 0.9998815 0 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.0006 0.0007 0.00 0.10 0.20 0.30 1/ [V (P o /P )-1]

(3)

burada f istifleme faktörüdür ve değeri 1.091’dir. 2/3 LN M 1.091 = a _        (9)

olur. Azot için değerler; _L = 0.808 g cm-3_{(sıvı azotun yoğunluğu), M = 28.014 g/mol, N =}