Адсорбция теория Лэнгмюра

Для гетерогенно-каталитических реакций промежуточ ное соединение реагирующего вещества с катализатором образуется на поверхности твердого катализатора вследствие хемосорбции Если реакция не имеет транспортных ограничений и адсорбция протекает быстро, то механизм реакции объясняет теория Лэнгмюра—Хиншельвуда и скорость реакции может быть представлена уравнением [c.447]

В адсорбционной теории Лэнгмюра поверхность предполагается однородной, т. е. все ее участки считаются обладающими одинаковым адсорбционным потенциалом. Уравнение изотермы адсорбции Лэнгмюра, имеющее вид [c.331]

Теория Лэнгмюра рассматривала случаи адсорбции и катализа в мономолекулярном слое на однородных поверхностях, не учитывая детально взаимодействия между адсорбированными частицами. Эта теория, благодаря простоте и наглядности, пользовалась в свое время признанием и явилась значительным этапом в развитии теории катализа. Однако для активных адсорбентов и катализаторов она является недостаточной, так как в кинетике гетерогенных процессов встречаются сильные отклонения от уравнения изотермы адсорбции Лэнгмюра, которые казались необъяснимыми. Из возможных путей правильного направления теории катализа особо плодотворной [c.151]

Экспериментальное изучение адсорбции на поверхности жидкости позволило американскому физико-химику И. Лэнгмюру (1881 — 1957), основываясь на кинетической теории строения вещества, вывести в 1919 г. простое уравнение изотермы адсорбции — уравнение Лэнгмюра [c.123]

И. Лэнгмюр в своей теории учитывал только энергетически неоднородную поверхность, считая, что поверхностные частицы с ненасыщенными валентностями создают элементарные участки с более высокими потенциалами. Однако такие молекулы не занимают особого положения с точки зрения геометрии и структуры поверхности. Теория Лэнгмюра сводится к трем постулатам 1) поверхность состоит из ограниченного числа идентичных участков, 2) нет взаимодействия между адсорбированными молекулами и 3) образование хемосорбированного монослоя. Такие условные ограничения значительно лимитируют понимание сути гетерогенного катализа . Хорошо известно, что чем более неоднородна поверхность, тем интенсивнее и с тем большим термическим эффектом протекают адсорбция и хемосорбция, неразрывно связанные с гетерогенным катализом. [c.107]

На основании теории Лэнгмюра выведено уравнение, которое является наиболее важным в области адсорбции, [c.401]

Значение теории Лэнгмюра заключается в том, что она с известными ограничениями может быть применена к химической и физической адсорбции, а недостатком ее является то, что она допускает образование только мономолекулярного адсорбционного слоя и с очень малой плотностью. [c.401]

Опыт показал, что при увеличении степени заполнения поверхности теплота адсорбции не остается постоянной, как это следует по теории Лэнгмюра, а уменьшается. Последовательный отказ от допущений теории Лэнгмюра, учет неоднородности поверхности адсорбента, взаимодействия адсорбированных молекул и возможности полимолекулярной адсорбции (более, чем в один мономолекулярный слой) привели к замене уравнения Лэнгмюра рядом уточненных уравнений. При адсорбции паров на пористой поверхности адсорбента следует учитывать дополнительные особенности этого явления, как, например, конденсацию паров, которая может происходить в капиллярных порах при меньших давлениях пара, чем на плоской поверхности. [c.274]

Одной из наиболее распространенных теорий адсорбции является теория Лэнгмюра, предполагающая, что каждый элементарный участок поверхности адсорбента способен фиксировать только одну молекулу и поэтому при адсорбции образуется мономолекулярный слой адсорбата, экранирующий силовое поле адсорбента. [c.16]

Рассмотренный материал покрывает, что теория Лэнгмюра недостаточна для описания адсорбции на границе твердое тело — газ (в отличие от границы раствор —газ) и применима лишь в некоторых случаях обратимой хемосорбции Оа Ю ккал/моль). Тем не менее, рассмотрение этой теории представляет интерес прежде всего потому, что она является необходимой ступенью для понимания всех последующих теорий. [c.141]

Наконец, отметим, что теория Лэнгмюра не потеряла практического значения в области расчетов сложных реальных процессов, где адсорбция сопровождается диффузией, конвекцией и другими явлениями. В записи обобщенных уравнений потока адсорбционную компоненту целесообразно во многих случаях выражать именно в простой форме (Х.6), поскольку введение более сложных выражений часто приводит к нерешаемым дифференциальным уравнениям, тогда как уравнение Лэнгмюра дает в этих случаях решения приближенные, однако достаточные для многих практических и теоретических целей. [c.141]

Экспериментальные данные, выраженные в координатах ppй v p( — р)—р, дают прямые для изотерм различных типов. На рис. 57 представлены данные по адсорбции ННз на ВаРг при 0°С, выраженные в этих координатах (2), а также в приведенных координатах р1и — р 1) теории Лэнгмюра (X. 7), для тех же значений р и и. Обе зависимости одновременно линейными быть не могут, так как ординаты различаются на переменный множитель, увеличивающийся с ростом р. [c.151]

Таким образом, размеры молекулы впервые в истории химии были определены коллоидно-химическим методом в дальнейшем они были подтверждены иными способами. С теорией Лэнгмюра мы встретимся при изучении адсорбции газов и паров (гл. X) и адсорбции ионов из растворов (гл. XI). [c.82]

Наконец, отметим, что теория Лэнгмюра не потеряла практического значения в области расчетов сложных реальных процессов, где адсорбция сопровождается диффузией, конвекцией и другими явлениями. [c.140]

Наиболее общей теорией адсорбции является теория Лэнгмюра. В основе ее лежит предположение, что на поверхности твердого тела — адсорбента — находятся активные участки, свободное силовое поле которых способно так или иначе фиксировать молекулы посторонних веществ. Второе предположение сводится к тому, что каждый элементарный участок поверхности адсорбента способен фиксировать только одну молекулу. Поэтому при адсорбции на твердых поверхностях образуется мономолекулярный слой, который экранирует силовое поле адсорбента. [c.12]

Между ионообменной хроматографией и адсорбционной молекулярной имеется существенное различие. Если молекулярная адсорбционная хроматография основана на явлении адсорбции, подчиняющейся в первом приближении теории Лэнгмюра, то ионообменная основана на стехиометрическом обмене ионов раствора с ионами ионита. В соответствии с этим вымывание адсорбированных веществ в молекулярной хроматографии может производиться чистым растворителем, тогда как в ионообменной в качестве вымывающего вещества необходимо применять растворы электролитов. [c.61]

Для определения удельной поверхности однородных углеродных материалов в случае мономолекулярной адсорбции веществ, слабо взаимодействующих между собой, наиболее разумно применять теорию Лэнгмюра и использовать уравнение изотермы мономолекулярной адсорбции, вытекающее из этой теории. [c.59]

В основу теории мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра положены два допущения первое — вероятность испарения адсорбированной молекулы с поверхности не зависит от того, заняты соседние участки поверхности другими адсорбированными молекулами или они свободны (это эквивалентно предположению об отсутствии взаимодействия между адсорбированными молекулами), второе — молекулы могут адсорбироваться только при столкновении со свободными участками поверхности, а от участков, занятых адсорбированными ранее молекулами, они упруго отталкиваются в газовую фазу. Как уже упоминалось, в теории Лэнгмюра принято, что при адсорбции молекулы на любом свободном участке поверхности адсорбента энергия конденсации одна и та же, т. е. свободная поверхность адсорбента энергетически однородна. [c.60]

Если допустить, что ионы удерживаются на частичке золота поверхностными валентными силами, то их адсорбция легко может быть вычислена на основании теории Лэнгмюра. Вследствие [c.129]

Осушка газа твердыми поглотителями основана на явлении адсорбции — концентрирования одного из компонентов паровой или жидкой фазы на поверхности твердого вещества (адсорбента). Природа сил, удерживающих эти компоненты на поверхности адсорбента, полностью не выяснена. Предложено много теорий, объясняющих это явление. Согласно теории Лэнгмюра, на поверхлости твердых адсорбентов имеются участки со свободными остаточными валентностями. Когда адсорбируемая молекула из газовой фазы попадает на незанятый активный центр поверхности, молекула не отталкивается в газовую фазу, а остается связанной с поверхностью. В начальный момент адсорбции существует весьма большое число активных центров и число молекул, связанных поверхностью, превышает число молекул, отрывающихся от нее. По мере покрытия всей поверхности вероятность попадания молекул газа на незанятый активный центр уменьшается, наступает состояние равновесия, при котором скорость адсорбции и десорбции выравнивается. В соответствии с теорией Лэнгмюра, адсорбированное вещество удерживается на поверхности адсорбента в виде пленки мономолекулярно11 толщины. Допускается вместе с тем, что силовые поля адсорбированных молекул могут претерпеть такие изменения, что они будут спо-собн1.[ притягивать к себе второй такой слой, третий и т. д. С повышением давления и понижением температуры количество адсорбированного вещества увеличивается. [c.158]

Теория Лэнгмюра. Согласно теории Лэнгмюра причина адсорбции заключается в ненасыщенности валентностей у поверхностных атомов или молекул адсорбента. При адсорбции, следовательно, действуют те же валентные силы, которые обусловливают образование химических соединении. Каждая молекула адсорбируемого вещества, сталкивающаяся со свободной (т. е. не содержащей других адсорбированных молекул) поверхностью адсорбента, удерживается на ней в течение некоторого времени. Время, (В течение которого молекула была в контакте с поверхностью адсорбента, называется Лэнгмюром средней продолжительностью жизни адсорбированной молекулы. Чем больше это время, тем большая часть поверхности адсорбента будет покрыта адсорбированным веществом. С повышением температуры средняя продолжительность жизни молекулы уменьшается. [c.25]

Исходя из допущений и принятой модели процесса теории Лэнгмюра было выведено уравнение изотермы адсорбции [c.25]

Существует мнение, что применение положений теории Лэнгмюра к адсорбции смесей необоснованно. Однако до настоящего времени нет других уравнений, которые правильно отражали бы зависимость между поглощенными веществами и их содержаниями в газовой фазе и в то же время имели бы достаточно простое аналитическое выражение. Поэтому, хотя уравнение Лэнгмюра для смеси и не обосновано теоретически, эмпирическим подбором констант можно добиться того, чтобы оно удовлетворительно передавало зависимость и аг от С1 и Сг. Экспе- [c.108]

Согласно теории Лэнгмюра, адсорбция одного вещества всегда уменьшается в присутствии другого. Несмотря на то, что отклонения от теории Лэнгмюра при поглощении смеси известны, практически е области рекуперации можно считать, что все вещества из смеси адсорбируются хуже, чем в [c.109]

Изотерма адсорбции показывает, что с ростом концентрации вещества (с) адсорбция (Г) растет только до определенного предела. По теории Лэнгмюра предельная адсорбция вещества наступает тогда, когда на поверхности адсорбента образуется насыщенный мономолекулярный слой. Но на сорбенте происходит не только адсорбция молекул из жидкой фазы, но и десорбция — возврат их в окружающую среду. Поэтому между поверхностью твердого адсорбента и жидкой фазой устанавливается подвижное равновесие, обусловливаемое равенством скоростей адсорбции и десорбции. [c.420]

Представления, развиваемые В. В. Воеводским, Ф. Ф. Волькенштейном и Н. Н. Семеновым [266] о роли свободных валентностей в катализе и изменении их числа, а также о возможности раскрытия валентностей при повышении температуры также можно" отнести к группе теорий, рассматривающих отклонения от первого постулата теории Лэнгмюра. Теория [266] рассматривает в основном конкретные механизмы процессов, но не общие закономерности адсорбции. [c.83]

Теория Лэнгмюра относится к идеальному случаю адсорбции иа вполне гомогенной твердой поверхности, однородной во всех направлениях, материал которой непроницаем для адсорбируемого газа и, как показала практика, в большинстве случаев удовлетворительно описывает экспериментальные данные в области мономолекулярной адсорбции и совершенно неприменима для случаев полимолекулярной адсорбции. [c.83]

До 1914 г. удовлетворительной теоретической интерпретации процесса адсорбции газов и паров на поверхности твердых тел не существовало. В 1915 г. Поляни и Лэнгмюр предложили две совершенно независимые теории. Основные предпосылки обеих теорий были различны, Лэнгмюр исходил из предположения, что адсорбция является химическим процессом и что адсорбированный слой состоит из одного слоя молекул или атомов. Поляни считал, что адсорбция представляет собой физический процесс и что адсорбционная фаза состоит из многих слоев молекул. Обе теории были во многих отношениях плодотворны и обе имели определенные ограничения. Теория Поляни применима только к ван-дер-ваальсовой адсорбции, теория Лэнгмюра, с известными ограничениями, приложима как к химической, так и к физической адсорбции. [c.90]

Некоторые другие теории адсорбции также применялись для изучения кинетики реакций. Брунауэр, Эмметт и Теллер расширили теорию Лэнгмюра, и их уравнение, часто обозначаемое как уравнение БЭТ, нашло широкое применение для измерения поверхности твердых частиц (см. пример УИ-1). Хорошо известное уравнение изотермы Фрейндлиха приводит к очень простым и часто используемым уравнениям скорости (см. стр. 224). Весьма полезное уравнение, описывающее кинетику синтеза аммиака, предложено Темкиным и Пыжовым . Эти исследователи применили уравнение адсорбции, отличающееся от уравнения Лэнгмюра тем, что при его выводе учтена неоднородность поверхности, а также принято, что теплота адсорбции линейно уменьшается с увеличением степени насыщения поверхности. Уравнение Темкина и Пыжова приведено в задаче УП-9 (стр. 237). [c.208]

Другая точка зрения на механизм адсорбции молекулярнодисперсных веществ определяет содержание теории Лэнгмюра (1916). Согласно этой теории адсорбционное насыщение ограничено заполнением активных центров адсорбента. Предполагается, что каждый активный центр обладает лишь мономолекулярной сферой действия, так как адсорбция обусловлена остаточными валентностями на поверхности. Адсорбция рассматривается Лэнгмюром как химическое взаимодействие, поэтому насыщенный адсорбционный слой должен быть только мономолекулярным. С увеличением концентрации раствора адсорбция может возрастать лишь до определенного предела, до насыщения адсорбционного слоя. [c.13]

Отношение (5о/5С) определяет поверхностную активность, которая, в соответствии с теорией Лэнгмюра, повышается с удлинением углеводородной цепи в гомологических рядах. Установлено, что в любом гомологическом ряду при низких концентрацкях удлинение углеводородной цепи на одну метиленовую группу обу -ловливает увеличение поверхностной активности в 3-3,5 раза. С практической точки зрения при использовании ПАВ чрезвычайно важно знать зависимость адсорбции и поверхностного натяжения от концентрации. [c.323]

С. Врунауэр, П. Эммет и Э. Теллер разработали теорию поли-молекулярной адсорбции, применив теоретическую модель адсорбции И. Лэнгмюра (однородная поверхность, отсутствие бокового взаимодействия адсорбированных молекул), но отказавпгась от постулированного в ней ограничения адсорбции только одним слоем и введя таким образом предположение о возможности образования второго и последующих адсорбционных слоев, характеризующихся одинаковой теплотой адсорбции, равной теплоте конденсации (метод БЭТ). [c.645]

Теория адсорбции Эйкена и Поляни предполагает более медленное уменьшение сил притяжения и соответственно слой, состоящий из многих молекул. Эта теория рассматривает адсорбционный слой как вид атмосферы, плотность которой уменьшается с увеличением расстояния от поверхности, подобно атмосфере, окружающей землю. В то время как теория Лэнгмюра имеет дело с адсорбированными молекулами, которые локализованы, Фольмер [53] приводит доказательства. того, что мономолекулярный адсорбционный слой следует рассматривать как двухмерный газ со свободно двигаюш 1мися на поверхности молекулами. [c.94]

Если мономолекулярная адсорбция на однородной поверхности описывается уравнением Лэнгмюра, то для большинства технических адсорбентов, адсорбция на которых не ограничивается первым слоем, изотерма адсорбции и описание ее ие может быть осуществлено в рамках этой теории. Для такого типа адсорбции, напоминающего слоеный пирог, Поляни [7 8] в 1914 г. была предложена теория полимолекулярной адсорбции, основанная на положениях, резко отличающихся от главных иринципов теории Лэнгмюра. [c.84]

Рогинский и его сотрудники (Зельдович, Елович и другие) при детальном изучении стадийного течения и кицртики некоторых простых каталитических реакций обнаружили упомянутые выше отклонения от теории Лэнгмюра в процессах адсорбции и каталитического окисления окиси углерода на двуокиси марганца, адсорбции водорода и каталитического гидрирования углеводородов на никеле и меди и т. д. [c.208]

Выше уже было сказано, как в противоположность этой линии складывалось мнение о неоднородности поверхности. К концу 30-х годов это мпение стало разделяться многим и, а затем и большинством исследователей, так как развитие и совершенствование методов исследования процессов сорбции и кинетики реакций приводило все к новым и новым поправкам, вносимым в теорию Лэнгмюра, в его изотермы адсорбции (см. также [24, 27]). Вместе с этим появилось также мнение и о наличии сил взаимодействия между адсорбированньгми частицами, влияющих на картину сорбции (см. гл. VHI). [c.199]