Диффузия размера молекул

Соотношения размеров поры и молекул, участвующих в каталитическом процессе (исходных веществ и в том числе нейтральных примесей и каталитических ядов, промежуточных комплексов и продуктов реакций), определяют структурную возможность осуществления данного набора каталитических реакций в порах данного размера. Перекрывание электрических полей противоположных стенок норы или изменение строения электрического поля катализатора вследствие искривления его поверхности в микропорах может существенно повлиять на величину адсорбции и энергию активации каталитических реакций. Изменение расположения и взаимного влияния активных центров на сильно искривленной поверхности катализатора изменяет его активность, селективность и стойкость к отравлению, вызывает новые побочные реакции. При этом тонкие поры, сопоставимые с размерами молекул реагирующих веществ, инертных примесей или продуктов реакций, могут уже в самом начале процесса оказаться полностью исключенными из участия в нем в результате геометрического несоответствия размеров молекул и пор. Это происходит в результате чрезвычайно сильной адсорбции веществ, которые, прочно фиксируясь в порах катализатора, будут экранировать их, играя роль порового яда . В таких случаях целесообразно говорить об эффективной микропористости катализатора. Для пор надмолекулярных размеров возможно также интенсивное взаимодействие электронных полей молекул и стенок пор, изменяющее скорости диффузии веществ в порах [53]. [c.140]

Энергия активации диффузии д, г является функцией свойств диффузанта и среды, положительна и обычно возрастает с увеличением размеров молекулы и параметров межмолекулярного потенциала ец и ац. Соотношения для расчета и Е т через молекулярные характеристики диффузанта и свойства полимерной матрицы приведены во многих теоретических работах [6]. [c.78]

Селективность действия мембран для обратного осмоса зависит от коэффициентов диффузии и растворимости компонентов раствора в материале мембраны, а также от электрических сил, формы и размера молекул, концентрации, температуры. Для перегородок селективность действия не имеет значения к ним предъявляется требование полного разделения суспензии с получением чистого фильтрата. [c.83]

При прохождении через колонку с гелем компоненты смеси разделяются на фракции в соответствии с их молекулярными массами первыми вымываются (элюируются) наиболее крупные молекулы, особенно такие, у которых размеры молекул превышают размеры пор геля, так как они не в состоянии проникнуть в поры гранул геля и остаются только в окружающем их слое растворителя (внешнем объеме). При промывании колонки растворителем эти молекулы начинают двигаться в первую очередь. Более мелкие молекулы будут проникать в гранулы геля полностью илн частично, и весь процесс разделения будет зависеть от коэффициента диффузии (В) разделяемых молекул, который согласно уравнению Эйнштейна обратно пропорционален радиусу частиц г [c.237]

Если размер молекул растворенного вещества велик по сравнению с размерами молекул растворителя, коэффициент диффузии меняется [c.48]

Если нормальная, или объемная, диффузия характерна, главным образом, для макропор, кнудсеновская диффузия наблюдается в основном в переходных порах, то в микропорах имеет место активированная диффузия. Размеры микропор соизмеримы с размерами молекул, и последние проходят в поры, если обладают избыточным запасом энергии — энергией активации. Связь коэф- [c.236]

ИСХОДЯТ, как правило, вблизи поверхности минералов, находящихся в промывочной жидкости. Пузырьку легче отодвинуть упорядоченные силовым полем частицы молекулы воды от твердой поверхности, чем оторвать их одну от другой. Причем диффузия газа в пузырек происходит в том случае, если парциальная упругость газа в растворе превыщает его парциальное давление внутри пузырька. Вначале в пузырьке преобладает газ с наибольшей упругостью, Затем состав газовой фазы меняется вследствие различной скорости диффузии новых молекул газов. Таким образом, получается, что пузырьки разного размера имеют неодинаковый состав газовой фазы. Их выделение на твердых поверхностях часто носнг избирательный характер. [c.30]

В случае органических веществ размеры молекул соизмеримы с размером мономерного звена полимера и коэффициент диффузии зависит от концентрации. Размеры молекул диффузанта таковы, что он взаимодействует с полимерной структурой, усиливает сегментальную подвижность в полимерной цепи, что приводит к изменению конформации цепей. Следовательно, увеличение концентрации этих молекул приводит к пластификации. Этим объясняется наблюдаемое возрастание 3 ) с ростом концентрации диффузанта. Степень возрастания зависит от молекулярной природы как полимера, так и диффузанта, от концентрации зависит не только но и Поэтому простое уравнение (5.5-4) не выполняется, и коэффициент диффузии выражается как [c.124]

Вторым фактором, оказывающим влияние на размывание, является медленность установления диффузионного равновесия. Для уменьшения действия этого фактора следует работать с мелкими частицами геля и при малых скоростях потока подвижной фазы. Кроме того, вследствие зависимости коэффициента диффузии от размеров молекул ВЭТТ при прочих равных условиях зависит от природы разделяемых веществ и возрастает с ростом их молекулярной массы. Диффузия в продольном на- [c.228]

Не меньшее влияние на скорость диффузии оказывает и природа диффундирующего вещества. Так, например, хлориды щелочных и щелочноземельных металлов сравнительно хорошо диффундируют в гелях. Значительно хуже диффундируют сульфаты, кислоты и большинство щелочей. Влияние природы растворенного вещества на скорость диффузии связано не только с размерами молекул и [c.394]

Коэффициент диффузии зависит от массы и размеров молекул веществ, участвующих в процессе диффузии, а также от температуры и вязкости среды. При данной температуре средняя кинетическая энергия молекул различных газов одинакова, т. е. [c.423]

Причиной набухания является диффузия молекул растворяемого вещества в растворитель и, наоборот, молекул растворителя в высокомолекулярное вещество. Последнее связано с тем, что молекулы аморфных ВМВ обычно упакованы неплотно, расстояния между ними в результате теплового движения увеличиваются, и в пустоты могут проникнуть маленькие молекулы растворителя. Так как последние более подвижны, то сначала происходит, главным образом, диффузия молекул растворителя в высокополимер это сопровождается увеличением объема последнего, и когда связь между макромолекулами будет ослаблена, они также начинают диффундировать в среду, и образуется однородный истинный раствор. Так набухают каучуки в бензоле, нитроцеллюлоза в ацетоне, белок в воде. Чем больше молекулярный вес ВМВ, тем медленнее идет процесс набухания и растворения. Имеют значение форма и размеры молекулы. Например, высокополимеры со сферическими молекулами при растворении не набухают или набухают очень слабо. Это указывает, что диффузия не может рассматриваться как единственный фактор, управляющий набуханием. В данном случае малая когезионная энергия ВМВ со сферическими частицами облегчает их растворение. [c.360]

Из-за больших размеров молекул высокомолекулярных веществ диффузия в их растворах идет медленно макромолекулы неспособны проникать через полупроницаемые мембраны. Эти свойства, как известно, наиболее характерны для типичных коллоидных систем. Поэтому растворы высокомолекулярных веществ ранее относили к коллоидам, и всем таким веществам механически приписывали свойства, присущие коллоидным системам. Однако сравнительное изучение типичных коллоидов и растворов высокомолекулярных веществ показало принципиальное различие их свойств. [c.165]

Из уравнений следует, что скорость диффузии возрастает при повышении температуры и градиента концентрации и уменьшается при увеличении вязкости растворителя и размера диффундирующих частиц, С увеличением молекулярного веса (следовательно, размеров молекул) уменьшается коэффициент диффузии и, следовательно, ее скорость (табл. 7). [c.36]

Вычислите, какой должна быть константа скорости реакции двух близких по размеру молекул в этиленгликоле (т] = 16,9 сП) при 293 К, чтобы I) можно было не учитывать скорости диффузии 2) можно было считать реакцию диффузионно-контролируемой. [c.56]

Причиной набухания является диффузия низкомолекулярного растворителя в высокомолекулярное вещество. Между макромолекулами полимера обычно имеются небольшие пространства, размер которых соизмерим с размером молекул растворителя. Благодаря этому молекулы низкомолекулярной жидкости достаточно быстро проникают в пространства между макромолекулами, раздвигая молекулярные цепи. Если макромолекулы полимера гибкие, то благодаря их тепловому движению диффузия растворителя облегчается. Полимеры с жесткими молекулярными цепями набухают значительно хуже. [c.248]

Как указано в предыдущем параграфе, при неограниченном набухании высокомолекулярные вещества могут растворяться. Образующиеся растворы по ряду свойств похожи на обычные коллоидные растворы (золи) и на молекулярные растворы. Сходство растворов высокомолекулярных соединений с золями обусловлено, главным образом, одинаковыми размерами молекул высокомолекулярных соединений и коллоидных частиц. Для растворов полимеров, так же как и для золей, характерна малая скорость диффузии частиц, неспособность их проникать через полупроницаемые перегородки. [c.253]

Для оценки скорости диффузии обычно пользуются коэффициентом молекулярной диффузии. В связи с тем, что молекулярная теория жидкостей разработана относительно слабо, то невозможно оценивать коэффициент диффузии в жидкостях с такой же точностью, как, например, для газов. Учитывая то, что остатки являются многокомпонентными смесями высокомолекулярных соединений, диффузионные явления в которых осложнены стерическими факторами и межмолекулярными взаимодействиями, обычно прибегают к различного рода упрощениям, в частности условно относят рассматриваемую смесь к двухкомпонентной. Например, дисперсную фазу относят к компоненту 1, а дисперсионную среду, в которой диффундирует дисперсная фаза, к компоненту 2. Для количественной оценки значений коэффициентов молекулярной диффузии в растворах могут быть использованы эмпирические корреляции, которые достаточно подробно рассмотрены Саттерфилдом [27]. Так, для оценки коэффициента диффузии В молекул соединений с относительно малыми размерами широко используется соотношение Вильке и Чанга [c.29]

Диаметры входных окон могут быть и несколько меньше, чем критический размер молекул, которые атот цеолит поглочам. Это обусловлено способностью связей мехду атомами, составляющими молекулу, несколько деформироваться при прохождении ее через узкое окно в полость цеолита. Для диффузии таких молекул в полости цеолита требуется анергия активации тем большая, чем крупнее молекулы. Повышение температуры приводит к увеличению скорости адсорбции крупных молекул, например н-алканов. Указывается [6], что из ряда факторов, влияющих на величину и скорость сорбции веществ цеолитом, наибольшее значение имеет размер молекулы по отношению к размеру входного отверстия, а особенно ее форма. Способность молекул проникать через входные окна в адсорбционные полости кристаллов цеолитов характеризуется критическим диаметром, которым является диаметр наибольшего круга, описываемого в плоскости, перпендикулярной длине молекулы [З]. Данные о размерах критического диаметра молекул различных углеводородов приведены ниже [13] [c.174]

Скорость крекинга углеводородов с одним и двумя кольцами выше, чем парафинов такого же молекулярного веса. Но при увеличении числа колец с 2 до 4 скорость реакций крекинга уменьшается из-за затруднений диффузии крупных молекул ко всем молекулам кристаллического алюмосиликата. Как 1видн0 из табл. 31, на алюмосиликатном аморфном катализаторе константа скорости крекинга с увеличением числа колец в молекуле возрастает, а на цеолитсодержащем при числе колец более 2 уменьшается. Таким образом, размеры молекул существенно ограничивают скорость реакции на кристаллическом алюмосиликате. [c.107]

С точки зрения микроскопической теории коэффициент диффузии должен определяться пара.метрами молекул растворителя и растворенного вещества. Главную роль в диффузии играет движение вакансий — дырок . При близких размерах молекул растворителя и растворенного вещества остается в силе формула для коэффициента самодиффузии, представленная выше. При этом значение энергии активации практически не меняется, несмотря на то, что вместо части молекул растворителя теперь присутствуют молекулы растворенного вещества. Я- И. Френкель объясняет это тем [38], что при перемещении маленьких молекул растворенного вещества окружающие молекулы растворителя увлекаются согласно закономерностям макроскопической гидродинамики. Процессы диффузии и самодиффузии схожи, ири этом энергия активации относится ко всему комплексу частиц, участвующих в элементарном перемещении. Отсюда следует, что основным и определяющим вкладом в энергию активации является характер взаимодействия молекул растворителя друг с другом. Поэтому энергии активации близки. Кроме того, молекула примеси может переместиться в результате случайного возникновения рядом полости , в результате флуктуаци-онного раздвижсния молекул растворителя происходит пассивный, без энергетических затрат, переход в эту полость. Но энергия, затрачиваемая на образование этой полости, определяется взаимодействием молекул растворителя. [c.48]

В каждом методе применяются соответствующие мембраны. Различия в прохождении веществ через мембраны могут быть связаны как с равновесными, так и с кинетическими свойствами разделяемой системы. По этим признакам мембраны подразделяют на фильтрационные (полупроницаемые) и диффузионные. Первые из них способны разделять вещества в равновесных условиях, размер их пор соизмерим с размерами проникающих частиц или молекул. Диффузионные мембраны обычно применяют для разделения газов методом газовой диффузии. Размер иор у них должен быть таким, чтобы обеспечить кнудсеновский поток газов через мембраны. Фильтрационные мембраны в свою очередь можно классифицировать на макропористые, переходнопористые и микропористые (подобно адсорбентам). Микропористые Мембраны могут быть нейтральными или нонитовьши. [c.238]

Опыты по определению изменения устойчивости эмульсии системы "узеньская нефть —0,1 %-й водный (на морской воде) раствор ДМАБАХ" для различных температур показали, что по сравнению с оптимальной температурой адсорбции сульфонола НП-1 из пресной воды на поверхности мангышлакской нефти происходит некоторый сдвиг в зону повышенных температур (около 60 °С). Это, очевидно, объясняется тем, что несколько большие, чем у сульфонола, размеры молекул данного катионного ПАВ обусловливают меньший коэффициент диффузии молекул ПАВ к границе раздела "жидкость-жидкость", что приводит к лучшему гелеобразованию на поверхности глобул нефти при более высокой температуре. При повышении же температуры системы свыше [c.100]

Таким образом, можно сделать заключение, что диффузия более крупных по размеру молекул к центру больших таблеток Т1роисходнт замедленно. Однако эти внутренние части таблеток ката.лизатора вполне доступны для более мс.ткнх молекул сырья И.1И продуктов деструктивного гидрирования. [c.283]

Неупорядоченность, присущая аморфным полимерам, является причиной появления структурных дырок , неподвижных при температуре, меньшей температуры стеклования, и подвижных при более высокой температуре. Поэтому выше температуры стеклования дырки играют роль центров движения, поскольку все свободное пространство необходимо для сегментальной диффузии (лежащей в основе течения). Иначе говоря, полимерные сегменты перепрыгивают в дырки (оставляя позади новые) в процессах диффузии и те-, чения. Скорость этих сегментальных процессов увеличивается с ростом температуры и уменьшается с увеличением энергии межсег-ментального (межмолекулярного) взаимодействия, обычно выражаемыми через энергию активации вязкого течения. Кинетическая теория жидкостей Эйринга [43] основана именно на этой молекулярной модели. Впервые она была сформулирована применительно к течению мономеров, при этом в ней предполагалось, что размеры дырок соизмеримы с размерами молекул, а не сегментов. [c.67]

В природе и технологической практике чаще встречаются молекулярные растворы полимеров, которые, однако, обладают рядом свойств, прпдаюпитх им внешнее сходство с коллоидными спстсмами медленное течение лсех процессов, высокая (структурная) вязкость, отсутствие способности ( роппкать сквозь полупроницаемые перепонки и др. Причина этих особенностей одна — огромные размеры молекулы ВМС и малая скорость их диффузии. [c.193]

Существует класс весьма важных веществ с очень большими молекулами, так называемые высокомолекулярные соединения, или полимеры. Сюда относятся белки, целлюлоза, каучук и ряд синтетических продуктов. Размеры молекул этих веществ в отдельных случаях могут даже превышать размер коллоидных частиц. Возникает вопрос, являются ли растворы этих веществ коллоидными системами. Казалось бы, на этот вопрос следует ответить положительно, так как эти растворы, содержащие гигантские молекулы, обладают многими свойствами, характерными для коллоидных растворов, например, способностью к диализу и малой диффузией. Однако, как показали исследования последних десятилетий, в достаточно разбавленных растворах высокомолекулярные соединения раздроблены до. калекул и, следовательно, эти растворы представляют собою гомогенные системы. Поэтому их нельзя отнести к типичным коллоидным системам. Растворы белков, целлюлозы, каучука и других подобных веществ во избежание путаницы лучше называть не коллоидными растворами, как это было принято раньше, а растворами высокомолекулярных веществ. Это название указывает, что данные системы, во-первых, являются истинными растворами и, во-вторых, что в них содержатся гигантские молекулы. [c.14]

За последние годы широкое применение для разделения высокомолекулярных веществ и определения их молекулярной массы нашел предложенный Л. Поратом и П. Флодином метод гель-фильтрации (гель-хроматографии). Гель-хроматография состоит в фильтровании исследуемого раствора через колонки, заполненные зернами набухающего трехмерного полимера (сефадекса). Набухшие зерна сефадекса представляют собой своеобразные клетки , внутрь которых могут проникнуть путем диффузии только молекулы (ионы) подходящего размера. Более крупные молекулы проходят с фильтрационным потоком мимо зерен сефадекса (рис, 10.8). Набор различных марок сефадексов с возрастающим размером клеток позволяет отделять низкомолекулярньк вещества от высокомолекулярных, разделять макромолекулы, изучать образование ассоциатов в макромолекулярныхрастворах. [c.299]

Растворение высокомолекулярных соединений представляет собой весьма своеобразный процесс, отличающийся от растворения низкомолекулярных веществ. При раствоиеиии низкомолекулярных веш,еств происходит взаимное смешение растворителя и растворенного веп ества, близких по размерам молекул и по скорости диффузии. При растворении высокомолекулярных соединений обычно вначале происходит набухание, т. е. проникновение небо.пьших и подвилшых молекул растворителя в полимер. Молекулы растворителя раздвигают макромолекулы, ослабляя связи между ними и облегчая им тем самым переход в раствор. При растворении полимера можно [c.437]

Как отмечалось, Нернст полагал, что в слое, прилегающем к поверхности твердого тела толщиной Д, жидкость отличается измененными по сравнению со всей ее массой физико-химическими свойствами, и перенос вещества через этот слой осуществляется только путем молекулярной диффузии. Эти представления нашли качественное подтверждение в опытах А, Г. Самарцева. Путем оптических измерений он нашел, что в водных растворах вблизи поверхности твердого тела действительно существует тонкий слой жидкости, в котором имеется значительное изменение концентрации. Тем пе менее теория Нернста лишь формально описывает процесс. Найденные из экспериментальных определений и вычисленные по уравнению (ХУП1,32) величины Д оказались имеющими порядок 10" —10 см. Поскольку размер молекул имеет порядок 10 см, слой указанной толщины соответствует 10 —10 молекулярных слоев. [c.376]

Реакции, ведущие к образованию подобных фигур, называют периодическими, или ритмическими. Это следствие одного из свойств студней (и гелей) —их способности принимать вследствие диффузии иоиы, молекулы низкомолекулярных веществ и частицы ультрамикро-гетерогенных систем, проникающих в петли молекулярной сетки. Скорость такой диффузии зависит как от частоты молекулярной сетки данной системы, так и от размера диффундирующих частиц. [c.243]

Однако между этими способами существует много важных различий. В способе опережающего электролита используют обычную ионообменную смолу, а в способе отстающего электролита — особо приготовленную (типа ретардион). Способ отстающего электролита основан на обратимой ионообменной сорбции электролитов, в результате чего можно достичь хорошего отделения ионов от очень крупных органических молекул (рис. 34), тогда как в случае способа опережающего электролита такое разделение вызывается диффузией органических молекул в поры ионита, размеры которых становятся лимитирующим фактором. Если молекулярный вес органического компонента превысит некоторое критическое значение (500—1000), разделение может не произойти. [c.114]

Таким образом, скорость изменения дисперсности системы определяется растворимостью вещества дисперсной фазы в дисперсионной среде, коэффициентом диффузии его через дисперсионную среду и поверхностным натяжением границы раздела фаз. Коэффициент диффузии О, в свою очередь, существенно зависит от фазового состояния дисперсионной срёды (очень малые значения характерны для твердых сред), в меньшей степени — от размеров молекул дисперсной фазы и, как правило, не может быть значительно изменен в объеме дисперсионной среды введением каких-либо добавок в систему. Вместе с тем наличие адсорбционных слоев на поверхности частиц (особенно в концентрированных системах, где эти слои составляют основную часть прослоек между частицами) может заметно тормозить процесс изотермической перегонки. Это связано с пониженной проницаемостью таких слоев для молекул дисперсной фазы как за счет снижения коэффи-щ ента диффузии в слое, так и в результате снижения в нем растворимости вещества. Снижение скорости роста частиц при изотермической перегонке может достигаться также вследствие снижения поверхностного натяжения в пределе — при переходе к лиофильным коллоидным системам — процесс перегонки вообще прекращается. Растворимость вещества дисперсной фазы в дисперсионной среде слабо зависит от введения добавок, но сильно меняется в зависимости от природы этих фаз. Дисперсные фазы большинства устойчивых к изотермической перегонке лиофобных систем состоят из веществ, практически нерастворимых в дисперсионной среде. [c.269]

Зависимость с = с(х, I) позвох[яет определить коэффициент диффузии В и затем по формуле Эйнштейна (V. 3) рассчитать размер диффундирующих частиц. Так, диффузионный метод был применен Герцогом для определения эффективного размера молекулы тростникового сахара в водном растворе. Экспериментальное значение коэффихщента диффузии составило X) = 0,384 см /сут. Применяя уравнение (V. 3) и полагая, что молекулы имеют сферическую форму и плотность, равную плотности сахара в кристаллическом состоянии (р= 1,588), получаем для молекулярной массы значения Л/= /з рЛ л = 332, лишь немного отличающегося от истинного — 342. [c.175]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология