ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Динамика адсорбционного процесса из "Курс коллоидной химии" Теплоты (энергии) адсорбции определяют в неменьшей степени, чем температура и время, динамику адсорбционных процессов. [c.119] До сих пор явление адсорбции мы рассматривали как равновесное состояние, на базе термостатических и электростатических представлений. Обратимся теперь к динамике адсорбционного процесса динамический подход, предложенный Лэнгмюром,, развивается в работах де Бура [10]. [c.119] Молекулы газа, движущиеся прямолинейно во всех направлениях, непрерывно ударяются о поверхность твердого тела, контактирующую с газовой фазой. В результате молекула либо немедленно отразится от поверхности под углом, равным углу падения, либо она задерл ится некоторое время в поверхностном слое и лишь потом перейдет в газовую фазу при этом направление движения уже не зависит от начального, иначе говоря, молекула адсорбата не сохранит памяти пути . [c.119] Задержка молекул на поверхности приводит к увеличению кон центрации газа в поверхностном слое, т. е. к адсорбции. TaKHN образом, сущность адсорбции состоит в пребывании молекул нг поверхности в течение определенного времени т, называемогс временем адсорбции. [c.120] Расчеты, проведенные для межзвездных облаков, показывают что монослои образуются всего за несколько лет (время, в астро номических масштабах, очень малое). С этим связано свеченш хвостов комет, обусловленное десорбцией газов при прохожде НИИ кометы в окрестности Солнца (нагревание). Стекающий га возбуждается излучением Солнца и светится позади кометы. [c.120] Весьма важное выражение для зависимости % от Т было получено Я. Френкелем еще в 1924 г. [c.121] Уравнение (VIII. 17) позволяет вычислить т, исходя из величины Qa, доступной экспериментальному определению. Период то близок к периоду колебаний атомов в решетке адсорбента и имеет порядок 10- с. [c.121] Приведенные данные показывают, насколько сильно влияет Qa на значение т так, при Qa = 80 кДж/моль, т 2 мин, для 120 кДж/моль — оно больше столетия. Для адсорбции Оч на W (Qa = 808 кДж/моль) уже все равно, считать ли т в секундах или в столетиях — это значение несоизмеримо ни с жизнью человека, ни с возрастом Земли и Солнечной системы. При высоких значениях Qa процесс адсорбции практически необратим, и сорбированные молекулы нельзя удалить никакой откачкой, поскольку они будут находиться на поверхности в течение т и равновесие практически не установится. [c.121] При Qa 100 кДж/моль молекула живет на месте недели, годы или тысячелетия поэтому в большинстве случаев хемосорбция является локализованной. [c.121] Первый член (VIII. 20) выражает обычные аэродинамические характеристики потока (упругие столкновения со стенкой), второй — ограничения, связанные с задержкой молекул на твердой поверхности с последующим рассеянием их во всех направлениях. [c.122] Таким образом, несмотря на небольшое различие в скоростях (один порядок) и размерах моле1 ул этих газов, скорость прохождения фронта различается в миллионы раз. Как видно из табл. VIII. 4, это различие связано с величиной Оа и, следовательно, большим временем х для СзНа иа силикагеле. На этом основано во многих случаях действие молекулярных сит , позволяющих разделять на компоненты газовую смесь, состоящую из близких по размерам молекул, при протекании ее через колонку с адсорбентом. [c.122] Из рассмотренной схемы видно, что значение АЕа зависит от энергетической неоднородности поверхности. Для металлов она невелика АЕа С RT, и задержек практически не будет молекула в этом случае может свободно скользить по поверхности в качестве двумерного идеального газа. [c.123] Таким образом, мы познакомились с двумя видами поверх костной подвижности, с прыгающими и скользящими молеку лами. Существуют еще и танцующие молекулы, волнообразнс движущиеся вдоль поверхности. [c.124] Рассмотренный материал показывает, что существующая ин формация о состоянии и поведении молекул в поверхностном слое может служить основой для детального описания динамическо картины адсорбционного процесса, иначе говоря — кинетики ад сорбции. [c.124] Вернуться к основной статье