Удельная поверхность кристаллических веществ

Сравнительно недавно де Бур и сотр. [234, 238—251] провели детальный анализ метода изучения пористой структуры по данным изотерм физической адсорбции, и последующее обсуждение в основном базируется на выводах этих исследований. Результаты более ранних работ обобщены в ряде обзоров [2, 226, 235—237]. При изучении пористой структуры в принципе можно рассматривать нисходящую десорбционную [238, 248] или восходящую адсорбционную [234, 246, 247] ветвь гистерезисной петли и цилиндрические [246, 247] или щелевидные [238, 250] поры. Б приведенном ниже обсуждении речь пойдет только о щелевидных порах и десорбционной области. Это сделано по ряду причин. Математический анализ щелевидных пор весьма прост, особенно если используется модифицированное уравнение Кельвина структура реальных пористых веществ недостаточно хорошо описывается как цилиндрическими, так и щелевидными порами, чтобы придавать этому различию большое значение, хотя фактически для неорганических кристаллических (в том числе окиси алюминия с большой удельной поверхностью) пористых веществ допущение о щелевидных порах ближе соответствует действительности, чем предположение о цилиндрических порах наконец, анализ десорбционных данных широко применялся в прошлом. [c.383]

Определение величины удельной поверхности кристаллических порошков имеет большое значение для расчета абсолютного количества вещества, адсорбированного поверхностью, вычисления теплот адсорбции, определения поверхностной энергии. [c.188]

В этом ряду, бесспорно, ведущее место как по скорости проведения процесса, так и по эффективности занимает аппарат, разработанный фирмой Зульцер-МВБ . Так, процесс выпотевания в данном аппарате занимает 20-40 мин вместо часов и десятков часов в вышеописанных аппаратах. Это достигается за счет развитой удельной поверхности кристаллизуемого вещества, минимальной толщины кристаллического слоя и большой поверхности теплообмена. В тонком кристаллическом слое всегда при правильно выбранной скорости нагрева остается минимальное количество удерживаемой жидкости (при этом тонкий слой успевает равномерно прогреваться). Согласно выражениям (14.1.2.9) и [c.327]

Адсорбция — это захват ионов, полярных молекул и других примесей поверхностью осадка. Этот процесс объясняется наличием на поверхности твердой фазы свободного силового поля, создаваемого электростатически неуравновешенными периферийными частицами. По правилу адсорбционного осаждения Хана ион-микрокомпонент адсорбируется осадком, если заряд поверхности противоположен по знаку заряду адсорбируемого иона. Адсорбция зависит главным образом от удельной поверхности адсорбента и наиболее характерна для веществ с высокоразвитой поверхностью (например, для аморфных или мелкокристаллических осадков сульфидов, гидроксидов, галогенидов серебра и др.). На величину адсорбции влияют концентрация адсорбированных ионов, температура, природа адсорбируемых ионов. Адсорбция снижается при повышении температуры и при уменьшении концентрации адсорбируемых ионов или адсорбирующей поверхности. В первую очередь адсорбируются ионы, которые составляют кристаллическую решетку осадка или образуют с ним малорастворимое или слабо-диссоциирующее соединение. [c.102]

В действительности перекристаллизация протекает гораздо сложнее, так как ей может сопутствовать ряд процессов, значительно снижающих эффективность очистки при кристаллизации. Так, ионы или молекулы примесей могут быть механически захвачены образующимися кристаллами основного вещества (окклюзия, инклюзия). Неизбежна также большая или меньшая адсорбция иоиов примесей аа поверхности кристаллов, хотя при образовании крупных кристаллов, имеющих набольшую удельную поверхность, роль адсорбции невелика. Образование твердых растворов (изоморфизм) может иметь место в том случае, когда ионы основной соли и ионы примеси отличаются по размерам не более чем на 10—15% и оба вещества кристаллизуются в одинаковой системе. Тогда часть иоиов основной соли в процессе, роста кристаллов может быть замещена ионами примеси. Может происходить также захват посторонних ионов любого размера, связанный с нарастанием кристалла вокруг адсорбированных ионов. Такие ионы, поскольку они не входят в твердый раствор, представляют собой дефекты кристаллической решетки. [c.11]

Количество газа или нара, адсорбируемое в равновесных условиях единицей веса адсорбента, зависит от температуры, давления, природы адсорбента и природы и свойств адсорбируемых компонентов. Количество адсорбируемого пара может изменяться в весьма широких пределах для различных адсорбентов и даже для различных партий адсорбентов одинакового химического состава. Как правило, аморфные твердые вещества адсорбируют больше паров и газов, чем кристаллические материалы. Из различных свойств твердых адсорбентов, оказывающих значительное влияние на адсорбционную емкость, следует указать удельную поверхность, структуру поверхности, размеры нор и их распределение по размерам, степень загрязнения поверхности и процессы активирования, применяемые для производства адсорбентов. Не всегда наиболее пористые адсорбенты обладают максимальной адсорбционной емкостью весьма важную роль играют также размер и форма пор. [c.41]

Некоторые жидкости, подобно воде и глицерину, могут продолжать оставаться жидкими, будучи охлажденными ниже нормальной температуры замерзания, температуры, при которой жидкая и кристаллическая фазы данного вещества находятся в равновесии. Кристаллизация начинается с образования чрезвычайно мелкого кристаллика, ядра, которое затем начинает расти. Очень мелкие кристаллики, однако, имеют большую энергию Гиббса, чем крупные, поскольку обладают большей удельной поверхностью избыточная поверхностная энергия и является причиной того, что давление насыщенного пара над мелкими кристаллами превышает давление насыщенного пара над крупными кристаллами, а следовательно, вызывает понижение температуры плавления. Замерзание происходит быстро, если небольшие кристаллики данного вещества ввести в качестве затравки в переохлажденную жидкость. [c.562]

Катализаторы — сложные вещества, аморфные или кристаллические, имеющие пористую структуру. Важными параметрами катализаторов служат форма и размер частиц, плотность, удельная поверхность пор, их форма и размер, определяющие доступность для реагентов. [c.69]

Реальные непористые, даже кристаллические адсорбенты имеют дефекты поверхности часто порядка молекулярных размеров. Эти неоднородности представляют собой дислокации, трещины, а для поликристалличе-ских или аморфных веществ—микрошероховатости. Такие геометрические неоднородности поверхности молекулярных размеров можно рассматривать как относительно неглубокие поверхностные микропоры. В работе [26] было показано наличие у кристаллического порошка чистого рутила поверхностных микропор, заполняющихся при адсорбции азота при —196° С и воды при 25° С в области весьма малых давлений. Несмотря на то, что объем этих микропор составлял — 0,004 см г, их наличие вызывало увеличение определяемой удельной поверхности рутила па 22% и отрицательно сказывалось на точности выполнения линейной формы уравнения (4). Заполнение микропор предадсорбированной водой приводило к четкой картине полимолекулярной адсорбции азота на геометрически однородной поверхности. [c.258]

Процессы растворения могут идти как в диффузионной, так и в кинетической области. При физическом обратимом растворении происходит разрушение кристаллической решетки и переход частиц твердого вещества в раствор. Скорость физического растворения для данной пары реагентов (Ж—Т) определяется в основном законами диффузии и величиной поверхности соприкосновения фаз, т. е. поверхностью кристаллов. Чем мельче кристаллы, тем больше их удельная поверхность и тем интенсивнее идет растворение. Кроме того, в этом случае идет более интенсивное разрушение кристаллической решетки, так как в мелких кристаллах относительная доля ионов и молекул, находящаяся у ребер и вершин, больше, чем в крупных. Затраты же энергии.на разрушение вершин и ребер кристаллов меньше, чем на разрушение граней. По этим причинам мелкие кристаллы растворяются быстрее крупных, имеющих развитые грани. [c.136]

Учитывая данное обстоятельство и целый ряд других свойств адсорбента, о которых будет сказано ниже, следует заметить, что точность определения удельной поверхности твердых тел во многом зависит от правильного выбора пары адсорбат—адсорбент. При этом адсорбат, как правило, должен обладать химической инертностью к определяемым поверхностям, небольшим размером молекул и большой теплотой адсорбции. Это необходимые условия, соблюдение которых крайне желательно при изучении веществ различной природы, химического состава и характера их кристаллической решетки . [c.154]

Дифференциальный термический анализ позволяет получить некоторые интересные данные о механизме термического разрушения. Как уже Говорилось выше, разрушение каркаса сопровождается выделением тепла (экзотермический пик на термограмме), в то время как плавление кристаллических веществ — реакция обычно эндотермическая. Аналогичное поведение иногда наблюдается для некоторых минералов, в том числе для глин. Экзотермический характер разрушения кристаллов связан с большой поверхностной энергией цеолитов. При температуре разрушения удельная поверхность уменьшается и избыточная поверхностная энергия выделяется в виде [c.365]

Цеолиты синтетические (молекулярные сита) — алюмосили-катные микропористые адсорбенты, обладающие не только высокой избирательной адсорбцией, но и способностью разделять вещества, с разными размерами и формой молекул адсорбтива. Они отличаются строго кристаллическим строением и большой удельной поверхностью. Поры цеолита представляют сферические полости, соединенные каналами. В настоящее время промышленные предприятия выпускают цеолиты разных марок, отличающихся катионами и размером пор. Наибольшее практическое применение получили цеолиты типа А и X, имеющие двухзначные обозначения КА, МаА, СаА, ЫаХ, СаХ первая часть обозначения — преобладающий в нем металл (К, N3, Са), вторая — тип решетки (А или X). Эта классификация цеолитов указывает определяющий размер диаметра входного окна [c.122]

Термин эманация применяется для обозначения радиоактивных инертных газов и процесса их выделения из веществ, в которых они образуются. Веществом с высокой эманирующей способностью называется такое вещество, которое выделяет большое количество радиоактивного инертного газа, прежде чем последний успевает распасться. Хан [Н21] первый указал на связь между удельной поверхностью и эманирующей способностью твердых веществ. Хан определил эманирующую способность как долю атомов образующегося в твердом веществе радиоактивного инертного газа, которые выделяются из этого твердого вещества от общего количества образующихся атомов радиоактивного газа. Эманирующая способность данного твердого вещества зависит от его состава, кристаллической структуры, удельной поверхности и температуры, а также от периода полураспада и энергии отдачи радиоактивного инертного газа. [c.231]

В технике цеолиты марок КаА, СаА, СаХ и КаХ применяют в виде гранул, таблеток или шариков, состоящих из кристаллических порошков цеолитов и добавок связующих веществ, обычно глин (15—20%). После термической обработки при 550—600° С формованные цеолиты приобретают необходимую механическую прочность. Промежутки между кристаллами в формованных цеолитах, а также поры связующих образуют вторичную пористую структуру, которая, в отличие от первичной, не обладает селективными свойствами. Однако удельная поверхность вторичных пор обычно невелика. [c.429]

Укрупнение зерен кристаллической массы часто достигается при использовании затравок, а также при удалении из зоны кристаллизации наиболее мелких кристаллов, обладающих относительно большой удельной поверхностью, которая воспринимает значительную часть кристаллизующегося вещества. Классификация и удаление мелочи в процессе кристаллизации приводит к росту остающихся более крупных кристаллов. [c.45]

Химическая активность. Под химической активностью пыли понимается способность пыли вступать в реакции с различными веществами, в том числе и в реакции окисления и горения. Химическая активность пыли определяется природой вещества, из которого она образована (качественный и количественный состав и строение молекул вещества), и в больщой степени зависит от дисперсности пыли. С увеличением дисперсности увеличивается химическая активность пыли. Это объясняется тем, что химическая реакция между твердым веществом (пылинками) и газообразным окислителем протекает на поверхности твердого вещества. Скорость реакции зависит от размера поверхности соприкосновения реагирующих веществ, а так как с увеличением дисперсности увеличивается удельная поверхность, химическая активность возрастает. Например, если 500 г каменного угля в кусках сгорает в течение нескольких минут, то 500 г каменноугольной пыли сгорает за доли секунды. Металлы— железо, алюминий, цинк, обычно не горящие при нормальных условиях, в состоянии пудры моментально самовозгораются при контакте с воздухом. Поэтому пудры и порошки этих металлов готовят в среде инертного газа (N2 или Аг) и перетирают с твердым жиром. Химическая активность зависит от количества дефектов молекулярных и кристаллических структур, число которых в свою очередь зависит от дисперсности и природы вещества. [c.125]

Цеолиты, называемые также молекулярными ситами, являются синтетическими кристаллическими полигидратами алюмосиликатов, из которых удалена вода. Они обладают большой удельной поверхностью порядка 750— 1030 м г, имеют поры с поперечником менее нескольких ангстрем (ангстрем-одна десятимиллионная мм) хорошо поглощают вещества, молекулы которых меньше диаметра пор цеолитов (пары воды, двуокись углерода, ацетилен и другие углеводороды). [c.417]

Проблема нахождения и подбора катализаторов для отдельных процессов является и сейчас наиболее трудной и наименее разработанной. С. 3. Рогинский [1] считает, что ...подбор катализаторов неотделим от представлений о глубоком механизме процессов, который нам недостаточно известен, но несомненно не один и тот же в отдельных случаях . Г. К. Боресков [2] приписывает каталитическую активность вообще всей поверхности кристаллических твердых веществ (без выделения повышенно активных участков поверхности или активных центров, что вряд ли правильно). Критерием активности катализаторов, по Г. К. Борескову, является их удельная каталитическая активность, т. е. активность единицы поверхности,— в случае катализаторов примерно одинакового состава. По А. А. Ба- чандину 13] необходимо учитывать геометрическое и энергетическое соответствие между решеткой катализатора и строением реагирующих молекул. Эти примеры показывают, что ученые еще далеки от понимания существа катализа. [c.29]

Растворимый ангидрит. При нагревании а- и р-полугидратов до тёмператур 493 и 573 К образуются растворимые а и р-ангидриты. При этом происходит перестройка моноклинной кристаллической решетки полугидрата в ромбическую ангидрита. Растворимые ангидриты (а- и р-) имеют высокую удельную поверхность и пористость, вследствие чего их водопотребность на 20—30% выше, чем у полугидратов. Поэтому в технологии гипсовых вяжущих веществ стремятся избегать повышения температуры, при которой происходит образование растворимого ангидрита. [c.194]

Некоторые нз вышеупомянутых свойств зависят от техники осаждения. Кристаллические вещества обычно имеют определенный стехиометрический состав, их легко отделить от маточного раствора фильтрованием и цеятрифу-гированием и. эффективно промыть минимальным объемом промывной жидкости. К тому же для кристаллических осадков характерна относительно малая величина удельной поверхности, поэтому пстерхностная активность относительно мала (особенно в сравнении с аморфными осадками), и количество адсорбированных или окклкщированных примесей минимально. [c.381]

В предположении, что энергия связи подложки с зародышем равна энергии связи между слоями кристаллического вещества. Здесь е — удельная краевая свободная энергия, не зависящая от температуры, — степень заполнения поверхности при равновесии. Для двухкомпонентной смеси (метан и водород) [c.33]

Твердые полимеры (стеклообразные и кристаллические) обладают жесткой структурой, и рыхлая упаковка стеклообразных полимеров адэкватна микропористой структуре, так как рясстояння между элементами структуры соизмеримы с размерами молекул низкомолекулярных веществ. Поэтому по отношению к стеклообразным н кристаллическим полимерам применимы закономерности, установленные лля твердых сорбентов при условии сохранения жесткости сорбента в процессе сорбиип по изотермам сорбНни можно рассчитать удельную поверхность, суммарный объем пор, распределение пор по радиусам. [c.500]

Существуют еще два метода получения очень чистых поверхностей металлов, которые имеют то преимущество, что позволяют в известной степени регулировать геометрию и ориентацию кристаллических плоскостей, экспонированных на поверхности. Первый из них [15—17] заключается в выращивании монокристаллов металлов и такой их обработке, прн которой экспонируется преимущественно одна кристаллическая плоскость это приводит к поверхности со строго определенным расположением атомов, но небольшой по величине площади, соответствующей нескольким квадратным сантиметрам. Во втором методе [18, 19] металл испаряется нагреванием чистой проволоки, изготовленной из данного металла, н получают пленку на охлаждаемой поверхности. Ориентацию кристаллов в пленке можно регулировать изменением условий испа-решгя, а еще лучше — соответствующим подбором веществ-подложек для пленки при этом пленки многих металлов могут иметь значительные удельные поверхности, например порядка 100 см /мг. [c.183]

К адсорбентам I типа относятся непористые моно- и поли-кристаллические вещества, например хлористый натрий, сульфат бария, графитированная сажа, или мелкораздробленные стеклообразные тела, обладающие сравнительно небольшой удельной поверхностью (от 10 до нескольких десятых м /г), а также высокодисперсные непорнстые аморфные вещества (аэросил, черные и белые сажи) с удельной поверхностью, достигающей сотен ж /г. [c.213]

Кристаллический каркас цеолитов часто можно разрушить при механическом воздействии. Некоторые цеолиты сильно разрушаются при давлениях, развиваемых в лабораторном прессе, и даже при таблетировании в лабораторных условиях, особенно если вещество плохо спрессовывается и приходится повышать давление. Такое механическое разрушение вызывается высоким локальным давлением, возникающим при сжатии. Кристалличность некоторых цеолитов может значительно уменьшиться при дроблении в шаровой мельнице. Дробление аморфного силикагеля также приводит к уменьшению удельной поверхности и объема пор. Происходящие при этом изменения аналогичны наблюдаемым при спекании при повышенных температурах в отсутствие паров воды. Исходя из этого Рис [50] предположил, что спекание вь ывается локальными перегревами, обусловленными выделяющейся теплотой трения. Моравек и др. [51] с помощью рентгеноструктурного, ИК-спектрального и адсорбционного методов изучили продукты дробления цеолита NaY и обнаружили, что после 10 ч дробления порошок всегда был полностью аморфным. [c.371]

Из табл. 9 видно, что для изменения параметров пористой структуры. АОА широкие возможности дает обработка гидроокиси алшиния органическими веществами, а также введение ПАВ в пластифицированные массы. Действие ПАВ проявляется в изменении характера компоновки кристаллических одсти с образованием вторичных более крупных частиц. Образованию крупных пор способствует также добавка органических высокомолекулярных соединений, которые выгорают при прокаливании. При обработке отмытой гидроокиси алшиния этанолом [149] сорбционная емкость АОА увеличивается от 0,3 до 0,54 см /г. -При этом увеличивается объем переходных пор при сохранении объема мелких пор, обусловливающих развитую удельную поверхность. [c.29]

Адсорбция твердыми поглотителями основана на избирательном извлечении вредных компонентов из газа посредством адсорбентов — твердых материалов, имеющих большую удельную поверхность. Адсорбенты должны обладать высокой поглотительной способностью, избирательным действием, термической и механической стойкостью, легкой отдачей адсорбтива (адсорбированного вещества) при регенерации, малым сопротивлением потоку газа. Чаще всего в качестве твердых адсорбентов применяют активированный уголь, силикагель и синтетические цеолиты (молекулярные сита). Активированный уголь получают обжигом древесных пород и удалением из них смолистых веществ он обладает разветвленной системой пор. Силикагель — это двуокись кремния SiOz по своей структуре являющаяся высокопористым телом. Цеолиты — это синтетические алюмосиликатные кристаллические вещества, обладающие большой поглотительной способностью и высокой избирательностью, даже при весьма малом содержании определенных веществ в газе. [c.83]

Промотированные катализаторы можно отнести к типу смешанных катализаторов, так как они содержат в своем составе, кроме основной активной фазы, небольшие количества различных веществ (промоторов), из1меняющих активность, селективность и стойкость катализатора. Различают два основных вида промоторов структурообразующие и модифицирующие. Первые увеличивают время жизни микрокристаллической структуры активной фазы катализатора, которая в условиях его работы проявляет тенденцию к рекристаллизации (укрупнению кристаллов). Указанное действие промоторов можно обнаружить, если сравнить удельные поверхности промотиро-ванного й непромотированного катализаторов. Модифицирующие промоторы изменяют строение и химический состав активной фазы, входя в кристаллическую решетку этой фазы и создавая в ней новые активные центры. [c.146]

Адамантан является бесцветным кристаллическим веществом с температурой плавления 269-272°С, имеет приятный камффный запах, удельный вес 1,07, теплота сгорания 1451,7 ккал/моль [14]. Й1тальпия обравования 47,14 ккал/моль [31]. Рентгеноструктурный анализ адамантана показал, что все связи между атомами углерода равны 1,54 I, а углы составляют 109,5° [32]. Высокая температура плавления связана с исключительной симметрией молекулы, кроме того, высокая симметрия нашла отражение еще в одном свойстве адамантана - его летучести (энтальпия сублимации 14,0 ккал/моль [33]). Иаро-видная структура адамантана (диаметр сферы адамантана 6,7 X [34]) обусловливает малую поверхность молекул, силы мехмолекулярного взаимодействия в кристалле относительно слабы и поэтому молекулы легко переходят в газообразное состояние. Введение алкильных заместителей в ядро приводит к нарушению симметрии в молекуле, что в свою очередь приводит к понижению температур плавления и понижению способности к сублимации у алкиладамантанов. Спектр ПМР адамантана состоит из двух сигналов 1,78 (химический сдвиг метиленовых Протонов) и 1,88 (химический сдвиг метановых протонов) ( ССЦ, 8. м.д.) [35]. ИК-спектр имеет следующие полосы поглощения 2933, 2907, 2857. 1453, 1357, 1155, 966, 799 и 714 см 1 [36]. [c.96]

Независимо от характера движения жидкости, у границы раздела фаз всегда существует диффузионный слой жидкости. Он представляет собой некоторое сопротивление диффузии частиц растворяемого вещества в массу раствора, а в случае химического растворения-диффузии химически активного растворителя к поверхности растворяющегося вещества и диффузии в раствор образующегося на этой поверхности продукта реакции. Поэтому скорость растворения кристаллических тел в жидкостях определяется главным образом законами диффузии. Интенсивность растворения, как и всякого гетерогенного процесса, зависит от величины поверхности контакта фаз — чем мельче кристаллы, тем больше их удельная поверхность и тем быстрее они растворяются. Мелкие кристаллы растворяются быстрее также и потому, что в них относительная доля материала (ионов, молекул), находящаяся у вершин пространственных углов и ребер, значительно больше, чем в крупных. Затрата же энергии на разрушение вершин и реВер кристалла, отнесенная к единице массы, меньше, чем на разрушение граней. С наименьшей скоростью растворяются наиболее развитые грани кристалла. Различной скоростью растворения отдельных элементов кристалла, в том числе разных его граней, объясняется и изменение его формы в процессе растворения — грани и ре Йра искривляются. Существенную роль при этом играют также неравномерно распределенные в кристалле примеси, делающие его неоднородным. [c.38]

Эти данр ые позволяют рассчитать для геля двуокиси марганца магнитный момент и константу Вейса. Первый равен 3,60 магнетона Бора, а вторая равна 75°, наблюденный момент оказался лишь очень немногим меньше, чем теоретическое значение (3,8) для трех неспаренных электронов. Умеренная величина константы Вейса может быть приписана либо увеличению меж-иониого расстояния марганец—марганец, либо уменьшению числа ближайших ионов марганца, окружающих каждый ион марганца, либо обоим этим факторам вместе. Рентгенографические, электронографическне и магнитные измерения на гидроокиси железа показывают, повидимому, что максимальное межионное расстояние в гелеобразных окислах незначительно отличается от такового в кристаллических окислах. Если это так, то полученные магнитные результаты могут быть интерпретированы только наличием нитевидных или пластинчатых атомных агрегатов, состоящих из столь малого количества атомных слоев, что число соседних ионов марганца уменьшается примерно до одной трети или одной четверти от найденного в кристаллическом веществе. Отсюда следует вывод, чго гелеобразные окислы состоят из нитевидных или пластинчатых агрегатов, толщина которых ие превышает двух или трех атомных слоев. Механическая прочность таких дисперсных структур может быть объяснена соединением нитей друг с другом или наличием сотовидных слоев. Любопытно, что кажущаяся удельная поверхность (БЭТ, азот) этого геля двуокиси марганца равна только 88 лг /г, Причина этого заключается, вероятно, в том, что значительная часть внутреннего объема заполнена водой. [c.449]