ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплоты физической адсорбции и смачивания из "Курс коллоидной химии 1995" Таким образом, задача заключается в экспериментальном определении Qa = —А(У и сравнении этой величины с вычисленной на основе того или иного представления о природе поверхностных сил. Процесс адсорбции, как правило, экзотермичен, поскольку и свободная энергия (в самопроизвольном процессе), и энтропия в поверхностном слое (в результате упорядочения) обычно уменьшается и Аи = АР + Т А5 0. Для измерения Qa, в принципе, применим калориметрический метод на практике обычно используют калориметры изотермического и адиабатического типов . [c.122] Несмотря на высокое совершенство современных установок, чувствительность их во многих случаях недостаточна для измерений Qa, особенно в области низких р. Другой недостаток калориметрических методов состоит в том, что газ (или пар) вводят в сосуд с адсорбентом конечными порциями, и поэтому измеряемые Qa несколько отличаются от равновесных величин. [c.122] В связи с этим значительный интерес представляет разработка термодинамического метода определения Qa, свободного от указанных недостатков. В этом косвенном методе Qa определяют, исходя из другой экспериментальной величины —д , измеряемой со значительно большей точностью. Наряду с этим термодинамический подход обладает силой обобщения, устанавливая связь между такими понятиями, как теплоты адсорбции, смачивания, конденсации и сжатия. [c.122] Теплоты, выделяющиеся в процессе адсорбции, могут иметь различные значения в зависимости от условий проведения процесса. Величина qa, определяемая уравнением (VIII. 10) и ближе всего соответствующая условиям реального адсорбционного процесса, есть дифференциальная молярная обратимая изостерическая теплота адсорбции. Эту величину можно определить из экспериментальных изостер адсорбции, построенных в полулогарифмическом масштабе (In р, Т) по тангенсу угла наклона касательной. [c.124] Значения pt и p2 находят графически (рис. VIII.3), разрезая изотермы горизонтальной прямой, отвечающей х = onst. Значения qa, найденные этим методом, хорошо согласуются с непосредственными калориметрическими измерениями [1, с. 197]. [c.124] Следует еще раз подчеркнуть, что qa, найденная из изостеры или из двух изотерм, является экспериментал] ой величиной и точность ее определяется погрешностью измерения х (или и). [c.124] Если принять представление о жидком состоянии адсорбата в поверхностном слое, можно установить физический смысл величины qx. Перенесем мысленно dx жидкости из сосуда II в адсорбционный слой в сосуде I, минуя фазу пара, т. е. смочим адсорбент жидким адсорбатом. Поскольку начальное и конечное состояния одинаковы, в этом процессе выделится то же количество теплоты qx, что и в процессе, рассмотренном ранее. Эта теплота имеет физический смысл теплоты смачива- н и я и выделяется в результате взаимодействия адсорбата с адсорбентом. [c.125] Из этого выражения следует, что процесс адсорбции пара слагается как бы из двух процессов конденсации пара в обычную жидкость (с выделением qL) и взаимодействия этой жидкости с адсорбентом, превращения ее в необычную жидкость [см. (VIП.5)] в силовом поле твердой фазы (с выделением qx), т. е. смачивания. В реальных условиях оба процесса протекают нераздельно. [c.125] Величину 7 часто называют чистой теплотой адсорбции , понимая под этим теплоту, выделяющуюся при адсорбции, за вычетом величины 71, не имеющей непосредственного отношения к адсорбции. [c.125] Теплоты смачивания, отражая энергию взаимодействия твердого тела с жидкостью, обычно велики при контакте полярного адсорбента с полярной жидкостью. Типичные значения Q приведены в табл. VIII.1. [c.126] Следует отметить еще, что значения дх для различных веществ на неполярных адсорбентах изменяются симбатно с т е п -лотами сжатия этих веществ (см. [1, с. 200]) и соответствуют сжатию при давлениях 2000 МПа (20 000 атм). Это значение можно принять в качестве приближенного для оценки интенсивности силового поля адсорбента. Такие поля изменяют плотность жидкости в сольватной оболочке по сравнению с обычной объемной жидкой фазой . [c.127] Совместное применение термодинамического метода экспериментальной калориметрии и теоретических представлений позволило к настоящему времени надежно определить значения Qa важнейших систем, необходимые не только для оценок эффективности в процессе технологии, но и в качестве критерия проверки теорий адсорбционных сил. [c.127] Вернуться к основной статье