Адсорбция от вида газа

Зависимость адсорбции от температуры и вида газа. [c.370]

Изотерма адсорбции. Капиллярная конденсация. Количество газа или растворенного вещества, адсорбируемое определенным количеством данного адсорбента, зависит и от вида газа или раствора, и о условий протекания процесса, в первую очередь от давления газа или концентрации растворенного вещества, и от температуры. При прочих одинаковых условиях влияние давления или концентрации газа на адсорбируемое количество его может быть изображено кривыми рис. 132, называемыми изотермами адсорбции. Наиболее типичной является верхняя кривая на рис. 132. [c.366]

При всяком адсорбционном процессе часть энергии выделяется в виде тепла. Определение теплоты адсорбции различных газов или паров металлами, окислами, углем и другими твердыми ве.цествами оказало неоценимые услуги для понимания поверхностных процессов, структуры поверхности и явлений гетерогенного катализа. [c.94]

Лимитирующей стадией может быть реакция в адсорбционном слое. При этом концентрации адсорбированных веществ на поверхности в простейшем, но весьма распространенном случае определяются уравнением изотермы адсорбции Ленгмюра. Как было показано в 17 главы VII, при адсорбции смеси газов А и В эти уравнения имеют вид [c.309]

Данные, об адсорбционных равновесиях сведены в таблицы, а в некоторых случаях для наглядности показаны в виде изотерм. Для каждого адсорбента приведены данные по адсорбции постоянных газов, углеводородов и различных неорганических соединений. [c.615]

АДСОРБЦИЯ — поглощение газов или растворенных веществ из раствора поверхностью твердого тела нли жидкости. А.— один из видов сорбции. Происходит под влиянием молекулярных сил поверхностного слоя адсорбента. В некоторых случаях молекулы адсорбата (вещества, которое поглощают) взаимодействуют с молекулами адсорбента и образуют с ними поверхностные химические соединения (см. Хемосорбция). При постоянной температуре физическая А. увеличивается при повышении давления или концентрации раствора. Процесс, обратный адсорбции, называется десорбцией. А. сопровождается выделением теп 1а. При повышении температуры А. уменьшается. А. применяется в промышленности для разделения смесей газов и растворенных веществ, для осушки и очистки газов (например, воздуха в противогазах), жидкостей (этиловый спирт очищают от сивушных масел активированным углем). А. играет большую роль во многих биологических и почвенных процессах. Большое значение имеет адсорбция радиоактивных элементов стенками посуды или поверхностью других твердых тел, что приводит к трудностям во время проведения эксперимента и к радиоактивному загрязнению. [c.8]

Для правильного понимания этого процесса необходимо учесть, что различные атомы поверхностного слоя адсорбента находятся отнюдь не в одинаковых условиях. Поверхность твердого тела, а в особенности хорощего адсорбента, не является гладкой, а имеет многочисленные ультрамикроскопические выступы и углубления. Степень насыщенности валентных сил атомов, расположенных на различных участках поверхности, различна, а следовательно, неодинакова и способность к взаимодействию с атомами и молекулами окружающего газа. Наиболее активные участки поверхности особенно энергично адсорбируют молек-улы данного газа или пара, причем вид газа, его химические свойства имеют первенствующее значение, т. е. адсорбция в данном случае специфична. Адсорбция при этом сопровождается выделением значительного количества теплоты, далеко превосходящего теплоты конденсации и отвечающего тепловым эффектам химических процессов. Такую адсорбцию называют химической адсорбцией. [c.371]

В процессе адсорбции молекулы газа осаждаются на поверхности твердого тела точно так же, как и при конденсации, а затем удерживаются на ней физическими силами притяжения (силы Лондона— Ван-дер-Ваальса) либо химическими силами (хемосорбция) — в зависимости от химической природы молекулы и поверхности. В некоторых системах могут существовать оба вида адсорбции или промежуточные состояния. [c.156]

Изотермы адсорбции Лэнгмюра газов, паров и веществ из растворов по своему виду аналогичны. Однако адсорбция из растворов представляет собой более сложное явление. Это объясняется тем, что на процесс адсорбции молекул из жидких сред влияет растворитель. Молекулы растворителя, адсорбируясь на поверхности адсорбента, уменьшают адсорбируемость растворенного вещества. [c.18]

Изучение явлений адсорбции некоторых газов на поверхности твердых тел позволило установить два вида адсорбции иногда называют их первичной и вторичной адсорбцией, иногда говорят о неспецифическом, или физическом, типе адсорбции и о специфическом, или химическом, типе. [c.484]

X имическая адсорбция характеризуется химическим взаимодействием адсорбата и адсорбента, завершающимся образованием нового химического соединения на поверхности адсорбента. Оба вида адсорбции экзотермичны. Однако, если теплота физической адсорбции промышленных газов и паров соизмерима с их теплотой конденсации (85—125 кДж/кмоль), а в случае растворов даже несколько меньше, то теплота химической адсорбции достигает нескольких сотен кДж/моль. Химическая адсорбция протекает обычно с небольшой скоростью и возможна при высоких температурах, когда физическая адсорбция ничтожно мала. [c.612]

Из (3) для адсорбции идеального газа после интегрирования и подстановки термодинамического значения энтропии может быть получено известное уравнение изотермы адсорбции Генри. Для реального газа 6 (х) можно представить формально в виде суммы [c.432]

Сопротивление тела разрушающему действию внешних механических напряжений обычно называют прочностью. В физическом и физико-химическом аспекте разрушение тела является результатом преодоления взаимодействия между атомами и молекулами. С этой точки зрения можно выделить следующие виды воздействия, приводящие к разрушению и потере прочностных свойств тела действие механических сил повышение температуры вплоть до температуры плавления, испарения или разложения тела действие растворителей, химически агрессивных сред, жестких излучений. Такие процессы, как ограниченное набухание тела в парах и в жидкостях или адсорбция активных газов, хотя и не сопровождаются полным разрушением тела, тем не менее значительно облегчают этот процесс. [c.110]

В заключение остановимся на простом численном примере. Рассмотрим адсорбцию акцепторного газа на поверхности полупроводника, примесь в котором (одного сорта) слабо ионизована. Будем также считать, что все поверхностные уровни находятся далеко от уровня Ферми, так что Ps—ti можно записать в виде [c.151]

Наглядный пример осторожности, с которой следует проводить сравнение параметров, дает случай диссоциативной адсорбции молекулярного газа, в котором атомы прочнее связываются с поверхностью, чем между собой. Из такого слоя выделение газа происходит преимущественно в виде атомов. Следовательно, энергия активации, определенная из десорбционных опытов, относится к переходу атомов с поверхности в газовую фазу, в то время как калориметрические измерения дают изменение энергии при переходе молекул из газовой фазы на поверхность. В дополнение к обычной температурной зависимости, обсуждаемой в разделе 1,В,2 и к поправкам, содержащимся в уравнениях (24) и (27), эти две величины различаются также благодаря различию в состоянии ассоциации частиц газовой фазы. Следовательно, такие сравнения могут быть надежными только в том случае, когда детали кинетики ясны. [c.160]

Рассмотрим поверхность, имеющую температуру Т и находящуюся в контакте с газом при температуре Т и давлении Рг" Условием равновесия является равенство скорости десорбции вещества в виде атомов и молекул скорости адсорбции газа. Число молекул, адсорбируемых на единице площади поверхности з единицу времени, составляет S /V 5 — коэффициент прилипания, относящийся к адсорбции молекул газа при температуре, отличающейся от температуры поверхности. Тогда [c.302]

Ширина линии ЭПР зависит от температуры образования угля и в некоторой степени от того, в каких условиях (вакуум или воздух) проведена карбонизация образца, что видно из рис. 34. В различиях ширины линий, полученных для образцов, карбонизованных в вакууме и на воздухе, проявляется кислородный эффект . Если кислород подводится к каменным углям или сахарам, нагретым выше 500°, или к активированному углю, нагретому выше 100°, то наблюдается заметное увеличение ширины линии ЭПР. Однако полная интегральная интенсивность линии ЭПР изменяется несильно. Таким образом, в этом эффекте полное число радикалов остается приблизительно постоянным, а уширение резонансной линии обусловлено взаимодействием с парамагнитной молекулой кислорода. Другие парамагнитные газы, а также растворы парамагнитных ионов в сильно пористых углях вызывают аналогичное уширение. Что касается адсорбции диамагнитных газов, то не известно, чтобы она влияла на сигнал ЭПР. Кислородный эффект полностью обратим, и можно считать, что кислород физически адсорбируется в виде молекул на достаточно близком расстоянии от неспаренных электронов, при котором происходит уширение за счет диполь-дипольного взаимодействия. При адсорбции кислорода на угле, приготовленном из сахарозы, время П спин-решеточной релаксации значительно уменьшается [184]. [c.97]

Величина адсорбции данного газа или растворенного вещества на поверхности данного твердого адсорбента зависит от двух факторов температуры Т и равновесного давления газа Р или концентрации растворенного вещества С. Эта зависимость в общем виде записывается в форме [c.156]

Картина раздельного заполнения обоими газами разных участков поверхности в наиболее резком виде выражена для антибатного случая, при котором в широких пределах возможна полная независимость адсорбции обоих газов, вплоть до значительных заполнений активных центров каждым из них. Пока границы обеих зон заполнения не соприкасаются (т. е. вплоть до полного заполнения всей поверхности), заполнение каждой группы участков определяется значением теплоты адсорбции лишь одного из газов на этой группе участков. [c.356]

Экспериментальные результаты приведены в виде изотерм, для различия которых приняты следующие обозначения СОс — изотерма суммарной адсорбции окиси углерода при —183° С СОф — изотерма физической адсорбции окиси углерода, определяемая при —183° С после изотермы СОс и двухчасовой откачки при —78° С Мгф — изотерма физической адсорбции азота при —183° С Oi и Hai — изотермы адсорбции окиси углерода и водорода при 20° С на восстановленной поверхности катализатора СОц и Нгп — изотермы физической адсорбции этих газов при 20° С, определяемые после изотерм Oi и H21 и двухчасовой откачки при 20° С. [c.179]

Скорость газового потока, если иметь в виду газ-носитель, будет больше скоростей переноса компонентов и поскольку молекулы этих компонентов частично связаны с движущимся адсорбентом. Скорость переноса компонентов зависит от коэффициентов адсорбции или от коэффициентов растворимости (при газо-жидкост-ной хроматографии), а также от условий опыта. [c.154]

Это подтверждается тем, что при очень малых давлениях начальная теплота адсорбции таких газов, как водород или кислород, часто равна значительной доле энергии ковалентной связи. Поэтому адсорбированный газ приобретает новые химические свойства. Так, Ленгмюр предположил, что окись углерода при адсорбции на поверхности никеля связывается с атомами никеля в форме карбонила никеля. В таком виде она может быть отделена от поверхности. Аналогичным образом, кислород дает окисные пленки, а водород — гидриды, в которых уже отсутствует неизмененная структура стабильных двухатомных газов. [c.235]

Кривые рис. 122 очень интересны, и иа первый взгляд вид их довольно странен. Адсорбция углекислого газа начинается, когда удалено около 5% воды, адсорбция кислорода — соответственно около 17% и водорода — около 50%. Совершенно ясно, что эта последовательность никак не связана с увеличением размера пор по мере дегидратации, так как более мелкие молекулы водорода и кислорода могут проникнуть в [c.500]

Если адсорбция реагирующего газа велика, то поверхность, занятая реагирующим веществом, определяется выражелием (XII, 84) и, следовательно, уравнение (XII, 124) приобретает вид [c.326]

Что касается зависимости адсорбции от вида газа, то можно указать здесь одно приближенное правило, относящееся к области адсорбции при сравнительно высоких концентрациях газа. По этому правилу, при прочих равных условиях сильнее адсорбириются те газы, которые легче конденсируются в жидкость и которые, следовательно, обладают более высокой температурой кипения в сжиженном состоянии. Для адсорбции из растворов существует закономерность, аналогичная этому правилу. Сопоставляя растворы различных веществ при одинаковой концентрации, можно установить, что из раствора сильнее адсорбируются обычно те вешества, которые обладают меньшей растворимостью в данном растворителе. [c.370]

Углероды разных видов могут на границе твердое тело — газ физически и химически адсорбировать и десорбировать газовые и жидкие продукты. Физическая адсорбция газов (азот, аргон, 50г) происходит на базисных плоскостях кристаллита углерода теплота адсорбции 8,4—33,6 кДж/моль. В работе [88] утверждается, что адсорбция ЫНз, Нг5, 80г и СОг при низких температурах па базисных плоскостях графитированных саж осуществляется с таким же тепловым эффектом, как и адсорбция инертных газов, т. е. происходит преимущественно физическая адсорбция. Химическая адсорбция осуществляется при взаимодействии НгЗ, О2 и других активных газов с поверхностью углерода п]зи более высоких температурах. Так, установлено [58], что в интервале от —196 до —73 °С поверхность свежеизмельченного графита адсорбирует кислород преимущественно физически при более высоких температурах происходит химическая адсорбция. Как известно, на поверхности неупорядоченного углерода имеются разорва) -пые связи (свободные радикалы), которые могут присоединять кислород, что сопровождается образованием комплексов. [c.57]

Адсорбция многих газов на угле в большинстве случаев представляет собой пример процесса адсорбции, в котором участвуют только силы Ван-дер-Ваальса и силы отталкивания. Лондоном [26] было установлено, что если для расчета энергий адсорбции применить выведенные им уравнения (8) и (12), то получается хорошее соответствие между рассчитанными и экспериментальными значениями теплот адсорбции таких газов, как гелий, аргон, окись углерода, метан и углекислота, когда адсорбентом является уголь. К сожалению, этот автор допустил ошибку в расчетах, в результате чего полученные им численные величины оказались завышенными в 10 раз. Наблюдаемое расхождение можно было бы частично, но далеко не полностью, сократить путем замены операции интегрирования суммированием, как показано в разделе V, 1. В 1934 г. нам удалось показать, что адсорбция указанных газов на угле происходит в углублениях, каналах и пустотах, т. е. главным образом на активных участках [18а]. Эта точка зрения получила всеобщее признание и была развита далее Брунауэром [17], который высказал соображение, что все молекулы, адсорбированные в весьма узких капиллярах угля, должны находиться в контакте не с одним, а с двумя слоями углеродных атомов. Такая мысль совершенно правильна, но рассчитанные величины продолжали оставаться слишком низкими. С тедует иметь в виду, что в последних расчетах не были учтены силы отталкивания, которые, как было показано в разделе IV,4, могут играть большую роль. Проведенные недавно исследования [39] показали, что все упо мянутые выше газы пр И адсорбции на угле обладают большой подвижностью и ведут себя как двумерные газы. Входе этих же исследований [41 б, в] было обнаружено, что молекулы адсорбированных газов поляризуются под влиянием электрического поля угля (с.м. раздел V, 7) и что эта поляризация обусловливает суни ственное, возможно даже наиболее важное, слагаемое теплоты адсорбции. [c.70]

Вследствие малости теплового эффекта сорбции, процесс адсорбции углекислого газа из воздуха считается изотермическим. Соответствукхцая система уравнений имеет вид [c.126]

Адсорбция — поглощение газов, паров или растворенных веществ из растворов твердыми или жидкими телами (сорбентами). Адсорбция тесно связана с поверхностными явлениями удельной поверхностью адсорбента, поверхностным натяжением на границе адсорбент — газ (или адсорбент — жидкость), ориентацией молекул в поверхностном адсорбированном слое газа или жидкости и т. п. Различают физическую адсорбцию, при которой не происходит химического взаигиодействия, и хемосорбцию, сопровождающуюся образованием поверхностных химических соединений адсорбента с адсорбатом. Адсорбция газов и паров часто применяется в сочетании с десорбцией для регенерации адсорбента и получения сорбированного газа в чистом виде. [c.171]

На рис. 1.1 показан обгций вид кривой потенциальной энергии характеризуюгций физическую адсорбцию молекулы газа М2 на поверхности твердого тела 8. Согласно приведенной на этом рисунке кривой теплота адсорбции определяется разностью между значениями энергии молекулы в положении X, бесконечно удаленном от поверхности, и в положении У, когда она находится на равновесном расстоянии от поверхности. По мере уменьшения расстояния до поверхности потенциальная энергия молекулы быстро возрастает и силы отталкивания становятся доминируюгцими (положение Z) так как два тела не могут занимать одно и то же пространство. [c.10]

Некоторые из ранних попыток проверки лэнгмюровской интерпретации адсорбции в монослое были основаны на измерении скорости определенных случаев адсорбции и использовании уравнения (5). Адсорбированное ко времени / количество газа равно N молекулам и занимает в виде газа объем V см при НТД. Поэтому график 1п 1 равн/(1 равп—V) ПО I должен изображать прямую линию с наклоном, равным к. [c.215]

Поэтому важно было выяснить, не могут ли здесь возникать еще какие-либо промежуточные состояния, отличные от С02(адс)-Ряд важных сведений был получен в опытах по адсорбции углекислого газа на закисномедном катализаторе. Было найдено, что углекислый газ может адсорбироваться на окисле только в том случае, если на нем был предварительно адсорбирован кислород или если углекислый газ впускали вместе с кислородом. На обезгаженном окисле адсорбция углекислого газа оказывалась ничтожно малой. Наибольшее количество СОг адсорбировалось при совместном впуске кислорода и СОг. Результаты, полученные при измерении скорости выделения тепла в адсорбционном калориметре, подтвердили, что кислород, отличающийся высокой теплотой адсорбции (55 ккал/моль), адсорбируется первым. На основании этих данных можно сделать вывод о том, что для достижения устойчивого состояния на поверхности углекислый газ должен находиться в виде какого-то комплекса с кислородом. В результате увеличения отношения СО2/О2 в газовой смеси, подводившейся к окислу, удалось осуществить захват большего количества кислорода углекислым газом, и отношение СО2/О2 в адсорбированном состоянии приблизилось к 2 1. Поскольку кислород, по-видимому, находится на поверхности главным образом в виде атомов, то наиболее вероятной формулой для такого комплекса будет СО3. [c.314]

Смекал [85] и Цвицки [105] пошли дальше, они считали каждую неправильность на поверхности кристаллов активным местом с повышенной силой притяжения и поэтому с большой каталитической активностью. Неправильности, встречающиеся во всех кристаллах, увеличиваются примесями посторонних веществ или увеличением скорости роста кристаллов. Чем быстрее кристаллизуется вещество, тем больше вероятность всзникновения таких неправильностей. Высокая температура, при которой происходит рост кристаллов, индуцирует указанный выше вид неправильностей или благоприятствует увеличению числа активных мест. Смекал определил, что число активных мест колеблется между Ю и 10 элементов кристалла в зависимости от условий роста кристаллов. По мнению Зейя [84], число адсорбционных центров гораздо меньше числа молекул, образующих кристаллическую поверхность, и каждый адсорбционный центр способен связать лишь одну молекулу (адсорбция молекул газов на твердом веществе). [c.118]

Наиболее простые адсорбционные процессы иогут быть представлены в виде конденсации или aглoJиepaции на поверхности адсорбента. При многих реакциях контактного катализа должны быть приняты во внимание другие процессы,например проникновение в твердые вещества. В каталитических процессах окклюзия и диффузия могут, очевидно, сопровождать адсорбцию. При адсорбции газов твердыми металлами адсорбция и диффузия связаны. Металлы обладают большой адсорбирующей способностью в отношении газов. Как видно из табл, 20, имеются определенные температуры, при которых происходит адсорбция определенного газа на определенном металле. Некоторые металлы, адсорбируя очень большие количества газа, при этом не меняют внешнего вида. Насколько высока может быть адсорбционная емкость и как она меняется в отдельных случаях, показано в табл. 21. Полагают, что существует параллель между способностью газов быть адсорбированными металлами и диффузией газов в них и что оба явления связаны каким-то общим свойством. Количество водорода, проникающее через металл при диффузии, непропорционально давлению, так как часть молекул водорода диссоциирует. По данным Лэнгмюра (табл. 22) число диссоциированных молекул зависит от температуры. [c.127]

Адсорбцию одного газа можно уменьшить добавлением другого, более сильно адсорбируемого газа. Однако каталитическая активность часто снижается в гораздо большей степени, чем адсорбция. В реакции водорода с этиленом катализируемой тонкодиспергированной медью, следы ртути понижают скорость реакции в 200 раз, тогда как адсорбция этилена снижается при этом на 14%, а адсорбция водорода на 80% [224]. Поэтому предполагают, что имеете два вида адсорбционных участков один, на котором яд (ртуть) адсорбируется с вытеснением водорода, и второй, на котором адсорбируется этилен. Главные центры каталитической реакции при этом занимаются ртутью. Гриффин [114] получил изотермы для адсорбции водорода на тонкодиспергированной меди при 0° в присутствии окиси зтлерода и циана, а также отдельно изотермы для этих газов (фиг. 36). Циан очень сильно адсорбируется и ведет себя как ртуть он уменьшает адсорбцию при всех давлениях. Окись углерода, напротив, вызывает небольшое повышение адсорбции при, низких давлениях. [c.399]

При адсорбции неполярных газов [58] обнаружено возмущение только высокочастотной полосы, что опять-таки подтверждает отнесение полосы к ОН-группам в больших полостях, где эти группы могут взаимодействовать с исходными веществами в ходе каталитических реакций. Адсорбция пиридина (Ру) при комнатной температуре и низком давлении на образцах NH4Y, прогретых при температуре выше 5(Ю°С, приводит к исчезновению высокочастотной полосы и появлению новой полосы в ИК-спектре, характерной для протонированного иона пиридиния [50, 59, 80]. Адсорбция более сильных оснований, например пиперидина [49] или аммиака [48, 61], приводит к исчезновению обеих полос. Таким образом, ОН-группы, которые в спектре проявляются в виде высокочастотной полосы, могут играть роль бренстедовских кислотных центров [в реакциях, обратных (13)], а недоступные для адсорбатов низкочастотные ОН-группы способны протонировать достаточно сильные основания путем миграции протона в решетке [51, 54]. Однако если в цеолит У ввести значительное количество алкиламмонийных катионов типа КэКН , то не все катионы смогут занять наиболее благоприятные места и при адсорбции таких сильных оснований, как пиперидин, водородные формы этого цеолита будут вести себя совершенно по-другому. [c.22]