シリカゲルの比表面積（長いです。。）

質問

シリカゲルとガラスビーズを同じ大きさのサンプル管に入れ水をはったデシケーターに入れ１週間放置し、水分吸着実験を行いました。シリカゲルの比表面積を算出するために次の計算を行いました。

　ガラスビーズ１個あたりの表面積をＳbとすると
　　Ｓb＝４πｒ^２
　（ｒはガラスビーズの半径）
　ガラスビーズ1個あたりの重さ
　　Ｗ1＝４πｄr^３／３
　（ｄはガラスビーズの密度）
　実験に用いたガラスビーズの個数
　　ｎ＝Ｗｔ／Ｗ1
　　（Ｗｔは実験に用いたガラスビーズの重さ）
　用いたガラスビーズの表面積
　　Ｓt＝ｎＳb
　ガラスビーズおよびシリカゲルの表面全てに水が単分子吸着し、単位面積あたりの吸着量は同じと仮定すると、吸着量はその表面積のみに依存する。ガラスビーズに吸着した水の重さＥt、シリカゲルに吸着した水の重さＥｓとすると、この関係より、シリカゲルの総表面積Ssは
　　Ｓs＝Ｅｓ×Ｓｔ／Ｅt
　と見積もることができる。
　この総表面積をシリカゲルの重量Ｗsで割ると比表面　積Rsがもとまる。
　　Rs＝Ss／Ws

この方法で求めた比表面積は文献値と大きく異なります。計算過程に問題があるのでしょうか？

回答No.1

KENZOU · ベストアンサー

計算過程は特に間違いがないと思います。ただ、実験で各物理量を測定されたというのであれば
＞ガラスビーズおよびシリカゲルの表面全てに水が単分子
＞吸着し、単位面積あたりの吸着量は同じと仮定すると
という仮定の妥当性はあるのでしょうか。特にシリカゲルの全表面に水が単分子吸着するという仮定はそれなりの実験条件でないと実現しないと思いますが。結果的に文献見値より大きな比表面積となったのではないでしょうか？
以上、的外れなことを言っているのであればごめんなさい。

お礼

早速のご回答どうもありがとうございました！！この計算方法はテキストに載っており、計算過程には問題はないと思ったのですが、「この方法で求めた比表面積は文献値とずれる。この理由は？」という問いがあったので、計算過程に問題があるのかと思い質問しました。計算過程というよりも、書いてした条件なのですね。ありがとうございました。

回答No.2

138hajime

吸着剤は低い濃度では有用であるが、高濃度ではあまり有用でない。
実験が溶液中で行われたため、溶液とシリカゲルの間に相互作用が働き吸着が理想的におこらなかった。
シラノール基が水素結合することにより、3種類の吸着の性質の違いを示す。（シラノール基とは、Ｓｉ―ＯＨの結合）　こんな感じと思います。ちなみにdoradoracakeさんはＯＩＴ3回生ですか？私もＯＩＴ生です。

お礼

どうもありがとうございました！！