Поиск

Метод БЭТ (Брунауера, Эммета и Теллера) (часть 2)
13.03.2013

Для построения изотермы десорбции паров воды в координатах БЭТ из интервала экспериментальной адсорбционной кривой 0.05 < Р/Р0 < 0.35 обычно берут не менее трех точек или три-четыре пары значений, как выделено выше - пример 2.
Поскольку известно, что при комнатной температуре, условно принимаемой за t = 20° С, Р0 = 17.54 мм рт.ст., легко рассчитать равновесное давление пара Р для каждой конкретной точки:

Метод БЭТ (Брунауера, Эммета и Теллера) (часть 2)

Переведем выражение влажности почвы W из % в г/г (г воды на г почвы) для каждой взятой точки Р/Р0 и получим: W1 = 1.15/100 = 0.015; W2 = 0.0148; W3 = 0.0176; W4 = 0.0235. Теперь подставим эти значения в математическое выражение «у» из преобразованного уравнения БЭТ и рассчитаем:
Метод БЭТ (Брунауера, Эммета и Теллера) (часть 2)

Отложив в системе координат на оси «у» полученные величины у2, у2, у3, у4, а на оси «х», величины соответствующих значений Р/Р0, получим четыре точки с координатами: (9.6; 0.10), (11.9; 0.15), (14.2; 0.20), (20.0; 0.32) и проведем через них прямую (рис. V.2). Пересечение этой прямой с ординатой дает величину «b», а тангенс угла наклона ее к абсциссе - величину «К» из того же преобразованного уравнения БЭТ:
Метод БЭТ (Брунауера, Эммета и Теллера) (часть 2)

Метод БЭТ (Брунауера, Эммета и Теллера) (часть 2)

Соединив эти два выражения, получим: (С - 1) х 4.7 = 47.3, откуда С = 11.1, a Wm = 0.0192 г/г. Умножение полученной величины монослоя Wm на коэффициент 3616 дает величину полной удельной поверхности пахотного горизонта исследуемой серой лесной почвы:
Sпол = 0.0192 х 3616 ≈ 69 м2/г.
Обычно, наряду с полной удельной поверхностью почв - Sпол, принято выделять внешнюю Sвнеш и внутреннюю Sвнутр поверхности. Первая - характеризует наружную поверхность почвенных частиц, включая в себя все выступы и трещины, ширина которых больше их глубины. Вторая -внутренняя поверхность включает стенки всех трещин и пор, ширина которых меньше их глубины, а также поверхность невидимых снаружи внутренних полостей, в которые ведут эти поры. В этих целях, с помощью изотерм сорбции паров воды, используется уравнение Д.М. Фаррера, который предложил общее содержание воды, адсорбированное почвой в диапазоне Р/Р0 = 0.4-0.8, рассматривать как сумму количества воды, адсорбированной на внешней и внутренней поверхностях.