Уголь теплота адсорбции

Итак, уголь при низких температурах адсорбирует кислород физически, и процесс этот сходен с ожижением газа, тогда как при высоких температурах имеет место химическое взаимодействие. Хорошо известно, что ожижение газа происходит практически мгновенно (если оно имеет место в условиях не очень низких давлений и если теплота конденсации mohi t достаточно быстро рассеиваться). Эта высокая скорость характерна для данного явления почти вне зависимости от температуры. Не удивительно, что таким же свойством отличается и физическая адсорбция. В отличие от физической адсорбции, скорость химических реакций в высокой степени зависит от температуры, падая при очень низких температурах до величин, не поддающихся измерению. Если графически выразить зависимость от температуры количества водорода, адсорбированного окисью цинка, то получится кривая, изображенная на рис. 5. В сравнительно узком температурном интервале имеет место значительное повышение адсорбции. Что ниже этой температуры адсорбция имеет физический характер, видно из того, что адсорбированный газ может быть удален эвакуированием. Заключение это подкрепляется и низкой величиной теплоты адсорбции, приблизительно в 1900 кал на моль при 0°С. С другой стороны, водород, адсорбированный при высокой температуре, может быть удален только в виде воды, и его теплота адсорбции равна 20 ООО кал (между 300 и 444° С). Наконец, скорость адсорбции при высоких температурах изменяется с температурой очень сильно, проявляя в этом отношении свойства химической реакции. В области температур между 250—450° К, где общая величина адсорбции растет (см. кривую рис. 5), скорость адсорбции изменяется мало. Напротив, при низких температурах скорость [c.89]

При выводе изотермы адсорбции Ленгмюра неявно делаются следующие допущения 1) адсорбируемый газ в газовой фазе ведет себя как идеальный 2) адсорбция ограничивается мономолекулярным слоем 3) поверхность однородна, т. е. все адсорбционные центры имеют одинаковое сродство к молекулам газа 4) молекулы адсорбата не взаимодействуют друг с другом 5) адсорбированные молекулы газа локализованы, т. е. не передвигаются по поверхности. Первое предположение справедливо при низких давлениях. Второе почти всегда перестает соответствовать реальности при увеличении давления газа. Как показано на рис. 8.6, когда давление газа приближается к давлению насыщенного пара, пар начинает неограниченно конденсироваться на всех поверхностях, если краевой угол 0 равен нулю. Третье допущение неудовлетворительно, потому что реальные поверхности неоднородны разные грани кристалла обладают разным сродством к молекулам газа, а ребра, трещины и дефекты кристалла образуют дополнительные адсорбционные центры. Неоднородность приводит к уменьшению энергии адсорбции по мере заполнения поверхности. Неправильность четвертого допущения была показана экспериментально, когда обнаружилось, что в некоторых случаях теплота адсорбции может увеличиваться с увеличением поверхностной концентрации адсорбированных молекул. Этот эффект, противоположный тому, к которому должна приводить неоднородность поверхности, обусловлен взаимным притяжением адсорбированных молекул. Пятое допущение неправильно, так как имеется ряд доказательств того, что поверхностные пленки могут быть подвижными. [c.251]

Для получения сверхнизких температур можно использовать десорбцию — процесс, обратный экзотермическому процессу адсорбции. В таких случаях активный уголь, помещенный в предварительно откачанный сосуд, при охлаждении адсорбирует водород до полного отвода теплоты адсорбции в ванну из охлаждающей смеси. Затем производится вакуумная десорбция водорода из насыщенного активного угля, сопровождаемая охлаждением. Таким способом в 1931 г. Мендельсону удалось получить температуру 1,6 К [24]. [c.203]

На рис. IV. 15 149] приведена схема угольной адсорбционной установки. Содержащий этилен остаточный газ деметанизатора вводится в середину многосекционного гиперсорбера и поднимается в верхнюю адсорбционную секцию. Навстречу газу из холодильной секции спускается охлажденный до 50° уголь, поглощающий главным образом тяжелые ненасыщенные углеводороды и частично более легкие компоненты. При этом за счет теплоты адсорбции уголь нагревается до 65°. Сухой газ выводится из верхней части холодильной секции через циклон. Из поглотительной секции насыщенный адсорбент спускается в зону вытеснения адсорбированных легких углеводородов поднимающимися снизу парами этилена (концентрационная секция). Ниже размещается десорбционная секция, где этилен в свою очередь вытесняется с поверхности угля водяным паром и нагреванием до 265°. Из десорбера этилен выводится вместе с парами воды, отделяющейся от него конденсацией. Продутый паром горячий уголь проходит далее движущуюся тарелку, при. помощи которой регулируются распределение угля по сечению [c.178]

Коэффициент п равен для активного угля 0,87, силикагеля 0,83, цеолитов 1,0. Высота работающего слоя уменьшается в ряду активный уголь — силикагель — цеолит NaX в соответствии с возрастанием теплот адсорбции. Близость диаметра молекул адсорбтива (азота) и диаметра входного окна цеолита СаА приводит к резкому увеличению высоты работающего слоя, который приблизительно в 2,5 раза выше работающего слоя цеолита N аХ. [c.173]

Часть водяного пара, подаваемого на десорбцию, идет на нагрев адсорбента и аппарата, на компенсацию теплоты адсорбции и отрицательной теплоты смачивания. Другая, несконденсировавшаяся часть пара уносит десорбированное вещество из аппарата. С помощью водяного пара обычно регенерируют активный уголь. Силикагели, алюмогели и цеолиты регенерируют продувкой при повышенной температуре. [c.208]

Сорбция газа всегда сопровождается выделением, а десорбция — поглощением тепла. На пористых неметаллических адсорбентах (уголь,, силикагель) дифференциальные теплоты адсорбции весьма близки или несколько больше теплот конденсации адсорбируемого вещества. Это указывает на то, что силы, действующие между атомами поверхности и молекулами адсорбируемого вещества, имеют ту же природу, что и силы Ван-дер-Ваальса, вызывающие конденсацию паров. [c.31]

Теплоты адсорбции для системы к-гексан — активный уголь [c.263]

Следовательно, если взять из изотермы адсорбции величины концентраций, соответствующих при различных температурах одинаковым количествам сорбированного вещества, и нанести их на график согласно с уравнением Клаузиуса — Клапейрона, то угол наклона прямых дает изменение энтальпии при переходе полимера из объема раствора на поверхность. Этим методом многие авторы рассчитали теплоты адсорбции, хотя в некоторых случаях и не было доказательств обратимости адсорбции, а уравнение Клаузиуса — Клапейрона предполагает полную обратимость процесса адсорбции и его равновесность. [c.51]

Гидрофильностью силикагеля объясняется значительная разность теплот адсорбции при пропускании влажной газовой смеси через силикагель и через активный уголь. При поглощении воды, обладающей высокой теплотой конденсации, температура силикагеля повышается до 100° С, в то время как при подобных же условиях температура активного угля повышается лишь на 10—20°С. [c.40]

Теплота адсорбции активным углем. При адсорбции веществ активным углем обычно выделяется значительное количество тепла. Выделяющееся тепло, нагревая уголь и газовый поток, влияет отрицательно на дальнейший ход поглощения. Количество выделяющейся теплоты зависит от характера поглощаемого вещества и в ряде случаев настолько значительно, что пренебрегать им в расчетах нельзя — могут быть большие ошибки. [c.140]

Максимальное значение теплоты адсорбции в кривых Баррера отвечает покрытию адсорбированным веществом очень малой части поверхности. Так как среднее расстояние между адсорбированными молекулами слишком велико, чтобы привести к заметному взаимодействию, то причину максимума следует искать в структуре адсорбента. Одна из возможностей заключается в том, что различные плотности упаковки атомов углерода в призматических и базисных гранях вызывают изменение теплот адсорбции. В этом случав мы должны ожидать ббльших величин теплот на призматических поверхностях, так как призматические площади малы, и большие величины д встречаются только на малой части поверхности. Однако, вычисление показывает, что теоретическая теплота адсорбции на призматических гранях меньше, чем на базисных. Большие начальные величины теплот адсорбции Баррер приписывает адсорбции в трещинах адсорбента. По мере того как угол между двумя поверхностями, которые образуют трещину, становится более острым, она приближается к трещине с параллельными стенками. В такой трещине теплота адсорбции должна быть вдвое больше, чем на плоской поверхности. Начальное и конечное значения д действительно близки как раз к этому отношению 2 1, а именно — они составляют 4600 и 2500 кал/моль для азота, 4100 и 2400 для аргона и 2000 и 1100 для водорода. [c.335]

В гл. VI мы обсуждали расхождение между величинами поверхности, полученными по изотерме Кулиджа [ ] для адсорбции бензола и водяного пара на угле. Бензол дает величину поверхности в пять раз большую, чем вода. Одно из объяснений, выдвинутое в гл. VI, подобно приведенному здесь для монтмориллонита. Уголь обладает слоистой структурой подобно графиту. Бензол с легкостью проникает между слоями, вода же — лишь с трудом по причине отрицательной чистой теплоты адсорбции. [c.481]

Угол смачивания меняется при прибавлении к жидкости поверхностно-активных веществ, которые, адсорбируясь на поверхности и ориентируя свои радикалы, изменяют лиофильность поверхности. От прибавления поверхностно-активных веществ изменяется теплота смачивания, так как здесь участвует еще и теплота адсорбции прибавленного вещества -. Например, теплота смачивания 1 г угольного порошка водой [c.192]

Характер влияния структуры адсорбента и химической природы ее поверхности отчетливо проявляется в результате расчета изостерических теплот адсорбции азота на основе прецизионных опытов Табунщиковой [11 ]. На рис. 4,2 представлены дифференциальные изостерические теплоты адсорбции азота на промышленных адсорбентах при различных заполнениях адсорбционной емкости. Теплоты адсорбции азота во всех случаях уменьшаются с увеличением степени заполнения. С другой стороны, на всем участке заполнений теплоты адсорбции возрастают в следующей последовательности активный уголь, силикагель, цеолит NaX, цеолит СаА. При степени заполнения 9 = 0,5 теплоты адсорбции в указанной серии адсорбентов составляют 9,15 9,85 12,30 13,5 кДж/моль (2,18 2,36 2,97 3,24 ккал/моль). Такое расположение адсорбентов в этом ряду объясняется, по-видимому, нарастанием микропористости при переходе от углей и силикагелей к цеолитам и усилением адсорбционных сил за счет специфической составляющей при адсорбции квадрупольной молекулы азота в силикатной (силрша-гель) и катионированной алюмосиликатной (цеолит) структурах. [c.140]

ЖИДКОСТИ к твердому телу не было, то угол Э был равен 180°, а при возрастании адгезии угол смачивания уменьшался и становился равным нулю при = 2у т. е. когда адгезионные силы становятся равными когезионным силам жидкости. Но мы видели, что на свободную энергию поверхности воды влияют именно когезионные силы. Если адсорбирующей поверхностью является поверхность металла, то провести расчеты теплот адсорбции труднее, так как они зависят от сделанных допущений об электронном состоянии металла. Если его рассматривать как ковалентно связанную структуру, то пригоден метод расчета, предложенный Кирквудом. Если же рассматривать металл как однородное море электронов, то можно пользоваться множеством различных выражений, из которых наиболее простое дано Леннард-Джонсом [c.31]

Березовый уголь [3] теплота адсорбции, кал г. ... 3.6 5,3 8.3 11.2 14,4 16,5 [c.131]

Уголь из кокосовых орехов [7] теплота адсорбции, кал г. ... 2.1 46 7,4 11,6 [c.131]

Поскольку теплота адсорбции или непосредственно теплота смачивания (Л/ постоянна) является линейной функцией дипольного момента смачивающей жидкости, можно определить среднее электростатическое поле поверхности рутила. Если различия в теплотах смачивания, показанные на рис. 3, связаны с взаимодействием между постоянным диполем х и электростатическим поле.м диэлектрика, то угол наклона прямой на рис. 3 является мерой среднего электростатического поля согласно уравнению [c.314]

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. Следует 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 упомянутые выше газы при 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 (см. раздел V, 7) и что эта поляризация обусловливает существенное, возможно даже наиболее важное, слагаемое теплоты адсорбции. [c.70]

Адсорбционные характеристики и способность кремнезема диспергироваться в органической среде резко изменяются после покрытия гидрофильной силанольной поверхности гидрофобным органическим материалом. Модификация поверхности кремнезема изменяет теплоту адсорбции и угол контакта жидкой фазы адсор-бата со стенками капилляров таким образом, меняется форма изотерм адсорбции. Значение гидрофильносги или гидрофобности поверхности тонкодиспергированных частиц было описано в недавно опубликованной статье Беллоу и Росса [143], которые изучали адсорбцию воды и бензола на дисульфиде молибдена. Частицы эгого соединения покрывали гидрофильным слоем трехокиси молибдена при нагревании на воздухе до 110°. Этот окисный слой удаляли обработкой гидроокисью аммония прн обычной температуре или путем использования этой обработки и поСоТедующего воздействия сероводорода при 125°, который создавал, гидрофобную сульфидную поверхность. Адсорбцией азота было определено, что удельная поверхность дисульфида молибдена равнялась примерно 9 -и /г. Было обнаружено, что бензол может образовывать мономолекулярные слои на гидрофильной и гидрофобной поверхностях. С [c.165]

В обоих этих методах необходимо измерять изменения температуры в 0,01—0,001° С. Поэтому после прокаливания проволоки ее следует охладить почти до температуры окружающей среды. Для этого требуется от 4 до 10 мин. За это время может произойти значительное загрязнение поверхности, если остаточные парциальные давления кислорода, азота, окиси углерода или паров воды не ниже 10" или 10" мм. Даже при давлении 10" мм за 10 мин. о поверхность ударяется такое количество молекул кислорода, которое могло бы покрыть ее примерно десятью слоями, если бы каждая молекула, ударяющаяся о поверхность, оставалась на ней. Если коэффициент прилипания равен только 0,1, поверхность оказывается сильно загрязненной. Робертс и другие отмечают, что вг использованной ими системе при наличии остаточных газов коэффициент аккомодации действительно заметно увеличивается и теплоты адсорбции изменяются от опыта к опыту примерно на 20%. Для уменьшения влияния остаточных газов они использовали несколько ловушек, охлаждаемых жидким азотом в некоторых из них содержался активированный уголь. Сначала для измерения давления применялся манометр Мак Леода, но позже стали пользоваться весьма чувствительным манометром Пирани, который обнаруживает давления в 2-10 л<лг. Для сравнения напомним, что современные ионизационные манометры способны измерять давления в мм. Установка [c.233]

Опыт проводится в запаянной трубке, опущенной открытым концом в ртуть, чтобы было заметно уменьшение объема газа. [Д. И. Менделеев замечает, что уголь при этом разогревается (теплота адсорбции) и в некоторых аналогичных случаях может воспламениться]. [c.185]

В основу работы адсорбционного детектора положены переменные тепловые явления, происходящие в твердых адсорбентах из-за изменения состава окружающей газовой среды. При непрерывном прохождении газового потока через небольшой слой адсорбента (активированный уголь, силикагель, алюмогель) происходят изменения его температуры, если изменяется концентрация компонентов в газовом потоке, а компоненты этого газового потока имеют различные величины эффективной теплоты адсорбции. На возможность использования этого эффекта для детектирования газов в хроматографии было указано в работах [Л. 24, 34, 35]. Схема детектора адсорбционного типа представлена на рис. 14. Детектор имеет две ячейки [Л. 36], содержащие по 0,4 см активированного угля. Над слоями угля в каждой ячейке расположена батарея железо-константановых термопар. Батареи термопар двух ячеек включены встречно, и на самописец 1 подается разность их сигналов. Два газовых потока проходят непрерывно в ячейках через слои адсорбента. Один поток представляет собой чистый газ-носитель, а другой — газ-носитель с компонентами анализируемой на хроматографической колонке смеси. Расходы потоков стабилизируются регуляторами 5. Температура газовых потоков поддерживается постоянной с помощью термостата 4, установленной перед входом потоков в ячейки. [c.41]

По мере адсорбции растворителя температура в зоне активной адсорбции повышается вследствие выделения теплоты адсорбции. Это тепло передается газу, который уносит ее в следующие зоны слоя и тем самым нагревает уголь перед зоной активной адсорбции (за счет частичного охла-лсдсния потока). Следовательно, высокотемпературная зона перемещается по высоте слоя адсорбента, вызывая, в конце концов, значительное повышение температуры выходящего газа и соответствующее снижение адсорб-ционио емкости по сравнению с возможной в условиях изотермического режима. Снижение адсорбционной емкости, обусловленное этим эффектом, можно резко уменьшить, испаряя воду из угля во время периода адсорбции. [c.301]

Соотношение между теплотами хемосорбции и ван-дер-ваальсовой адсорбц1ш для системы уголь — ки слород показано на рис. 83, взятом у Кейса и Маршалла [ ]. Начальная большая теплота адсорбции в 72 ООО кал моль с ростом адсорбции очень резко падает приблизительно до величины в 4000 кал]моль, соответствующей теплоте ван-дер-ваальсовой адсорбции. Эта величина очень близка к 3700 кал моль, полученным Дьюаром[1 ]. [c.310]

Ребиндер , исследовав тепловой эффект при адсорбции некоторых растворенных веществ на жидкой поверхности, дал термодинамический вывод величины дифференциальной теплоты адсорбции и установил зависимость адсорбции от природы растворенного вещества. Чем сильнее эти вещества снижают поверхностную энергию на поверхности раздела между адсорбентом и растворителем, тем лучше они адсорбируются. Такие вещества обладают так называемой поверхностной активностью (частная производная поверхностного натяжения по концентрации, взятая с обратным знаком). Ребиндер вывел правило уравнивания полярност-гй, заключающееся в том, что на границе двух фаз происходит адсорбция тех веществ, полярность которых лежит между полярностями обеих фаз, причем адсорбция возрастает с увеличением разницы в полярности этих фаз. Необходимо отметить, что еще в 1923 г. Л. Г. Гурвичи предложил классификацию сорбентов на гидрофобные (уголь) и гидрофильные (силикагель) или аполярные и полярные первые лучше адсорбируют из полярных растворителей, вторые—из аполярных. Цвет уже в своей первой работе [c.12]

Как показывают эти результаты, теплоты хемосорбции кислорода на угле в двадцать—пятьдесят раз больше теплот ван-дер-ваальсовой адсорбции. Имеются другие системы адсорбент — адсорбируемое вещество, которые проявляют почти столь же большое различие, как и система уголь — кислород. Биб и Стивенс получили калориметрически 120 ООО кал моль начальной теплоты адсорбции кислорода на промотированном железном катализаторе при —183°. С [c.310]

Уравнение БЭТ получило широкое применение в литературе, так как из величины (соответствующей также точке В на рис. 41) может быть вычислена полная адсорбирующая поверхность адсорбента 5, что имеет важное практическое значение, а из величины с вычисляется теплота адсорбции газа в монослое (обычно около 2—2,5 ккал1моль). В качестве примера значений площади 5 укажем, что адсорбирующая поверхность 1 г испытанного образца силикагеля составила 500 (с точностью 10 % по пяти различным газам), а 1 г коллагена — 350 м . Хорошие адсорбенты обладают весьма значительной удельной поверхностью, например, активированный уголь — до 1000 лiVг. [c.86]

Нами для разделения смеси СН — D использовался высокоэффективный адсорбент — сарановый уголь, который получается при разложении поливинилиденхлорида и обладает однородной тонкопористой структурой, за счет которой при разделении на сарановом угле обеспечивается высокий уровень теплоты адсорбции. По классификации А. В. Киселева [10] активированные угли принадлежат к неспецифическим адсорбентам. [c.70]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология