Изотерма адсорбции. Капиллярная конденсация

Для адсорбентов с переходными порами характерна изотерма адсорбции с петлей капиллярно-конденсационного гистерезиса (рис. И1.10). Адсорбции соответствует нижняя кривая, а десорбции — верхняя. При малых давлениях, когда не происходит капиллярная конденсация, гистерезиса не наблюдается. Начало его появления зависит от природы адсорбента и адсорбата. Пористая структура адсорбента разнообразна. Однако считается, что ее можно смоделировать тремя видами пор 1) конусообразными, [c.135]

На рис. 2.3 показан наиболее типичный для пористых мембран вид изотерм и изобар во всем диапазоне изменения относительного давления. При малых значениях Р/Ру (обычно менее 0,05) идет процесс мономолекулярной адсорбции по уравнению Лэнгмюра, далее до Р/Ру 0,35 зона полимолекулярной адсорбции по уравнению БЭТ и наконец процесс капиллярной конденсации. Изобара адсорбции иллюстрирует влияние температуры. [c.53]

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]

Изотерма адсорбции. Капиллярная конденсация [c.367]

Несколько большую информацию о гигроскопичности вещества, чем значения гигроскопической точки, дает изотерма сорбции им влаги из воздуха. Общий вид ее для водорастворимого вещества показан на рнс. 11.1. Участок кривой / соответствует той части изо--термы, которая характеризует адсорбцию влаги из воздуха с относительной влажностью меньшей гигроскопической точки насыщенного раствора фн- Здесь поглощение влаги идет за счет капиллярной конденсации водяного пара, равновесное давление которого над вогнутой поверхностью жидкости в капиллярах меньше давления над плоской поверхностью жидкости. Вертикальный участок II отвечает образованию насыщенного раствора при контакте с воздухом, относительная влажность которого несколько превышает значение ф . При достаточно длительном контакте все твердое вещество перейдет в раствор. Участок III соответствует адсорбции воды из воздуха раствором. При контакте с воздухом, насыщенным влагой (ф = = 100%), как уже отмечалось выше, в равновесии с ним будет бесконечно разбавленный раствор. [c.275]

На рис. XIX, 15 представлены изотермы адсорбции фенола из растворов в н-гептане на непористом сильно адсорбирующем фенол адсорбенте (сульфате бария) и на крупнопористом силикагеле при температурах 20 и 40 °С (ниже и выше температуры кристаллизации фенола). Так как при более высокой температуре при насыщении раствора происходит объемное расслаивание раствора на дпе жидкости, то при этом термодинамические условия адсорбции из растворов напоминают условия адсорбции паров (когда при насыщении происходит объемное расслаивание на жидкость и пар), т. е. возможна полимолекулярная адсорбция из растворов, а в случае крупнопористых адсорбентов—еще и капиллярное расслаивание раствора в порах, аналогичное капиллярной конденсации пара. Изотермы адсорбции сильно адсорбирующегося компонента становятся в этих случаях S-образ-ными. [c.540]

Изотермы адсорбции, получаемые при капиллярной конденсации, имеют вид изотерм типа IV и V (см. рис. 19). Наличие открытых пор и местных сужений пор приводит к гистерезису капиллярной конденсации, т. е. к несовпадению ветвей адсорбции [c.44]

Для получения кривых распределения по методу капиллярной конденсации используют десорбционную ветвь изотермы адсорбции (см. рис. III. 10), так как для всех без исключения пор она соответствует сферическим менискам, радиусы которых принимают за радиусы пор. Каждой точке кривой соответствуют определенные величины адсорбции А и относительного давления пара р/р.,. Зная величину адсорбции А, можно вычислить объем заполненных пор прн данном давлении [c.138]

Изотерма адсорбции. Капиллярная конденсация. Количество газа или растворенного вешества, адсорбируемое определенным количеством данного адсорбента, зависит и от вида газа или раствора, и от условий протекания процесса, в первую очередь от давления газа или концентрации растворенного вешества, и от температуры. При прочих одинаковых условиях влияние давления пли концентрации газа на адсорбируемое количество его [c.346]

Изотерма типа I соответствует мономолекулярной ленгмюровской, а типов II и III — мономолекулярной и полимолекулярной адсорбциям. Изотермы типа II и III сходны с изотермами типа IV и V, но две первые указывают на бесконечное возрастание адсорбции при приближении пара к насыщенному состоянию Яо, в то время как для последних двух типов изотерм максимум адсорбции почти достигается при давлениях< Яо. Изотермы типа IV и V отвечают случаям, когда мономолекулярная и полимолекулярная адсорбция сопровождаются капиллярной конденсацией. [c.293]

Изотерма адсорбции. Капиллярная конденсации [c.347]

Объем микропор Уии (в м /кг) определяется по изотерме адсорбции и капиллярной конденсации на данном образце [c.371]

На этом простейшем примере видно, что эффекты взаимосвязи пор существенно влияют на процессы капиллярной конденсации и десорбции, на ввд гистерезисной петли изотермы. Эти эффекты проявляются в двух направлениях шри адсорбции капиллярная конденсация в узкой поре инициирует капиллярную конденсацию в примыкающей к ней более широкой поре при десорбции освобождение широкой поры, заблокированной более узкими, происходит лишь после освобождения хотя бы одной-из,блокирующих пор. Отметим, что в литературе при обсуждении эффектов взаимосвязи пор в основном акцентировалась роль блокировок в процессе десорбции и вдавливания ртути, а влияние взаимосвязи лор на процесс капиллярной конденсации осталось без внимания. [c.67]

Изотермы адсорбции при капиллярной конденсации имеют вид изотерм типа г) и д) (рис. 1.5). Наличие открытых пор и местных сужений пор приводит к гистерезису капиллярной конденсации, т. е, к несовпадению ветвей адсорбции и десорбции (рис. 1.9). Обусловлено это тем, что на стенках открытой поры при адсорбции возникает цилиндрический мениск, а десорбция происходит из полностью заполненных конденсатом пор со сферической поверхности. Поэтому конденсация идет [c.19]

Вид изотерм адсорбции и капиллярной конденсации зависит от формы пор. Так, в порах, имеющих конусообразную форму (рис. И.З, а), при малых значениях р на стенках поры образуется в результате адсорбции тонкий слой жидкости с шаровидным мениском, имеющим максимальную кривизну в узкой части поры. При давлении, соответствующем давлению насыщенного пара над мениском, начинается конденсация, в процессе которой жидкость продвигается в более широкую часть поры. Радиус кривизны мениска при этом возрастает и продолжение конденсации возможно лишь при увеличении давления. Обратный процесс—десорбция —выражается этой же кривой. [c.33]

Рис. 20. Изотерма адсорбции и также, ЧТО ДЛЯ осуществления ка-капиллярной конденсации пиллярной конденсации не обязательны капилляры цилиндрической или конической формы. Роль капилляров будут играть поры соответствующего размера, любые по геометрической форме, а также и объем между частицами в порошкообразных (сыпучих) материалах в местах, прилегающих к точкам соприкосновения твердых частиц материала (в особенности при достаточно высокой степени их дисперсности).

Из Графика определяют заштрихованную площадь (5), ограниченную координатами и и десорбционной ветвью изотермы площадь 5 представляет собой величину адсорбции а, соответствующую максимальному заполнению пор адсорбтивом в области капиллярной конденсации. [c.42]

Как мы уже отмечали, полимолекулярная адсорбция характеризуется З-образной изотермой адсорбции, изображенной на рис. IV. 5. Однако следует иметь в виду, что кривую аналогичной формы можно получить при адсорбции, осложненной капиллярной конденсацией. Рассмотрим это явление более подробно. [c.99]

С капиллярной конденсацией связано часто наблюдаемое явление сорбционного гистерезиса — несовпадения изотерм адсорбции и десорбции десорбция запаздывает , происходит при меньших по сравнению С адсорбцией давлениях. Напомним, что физическая адсорбция всегда обратима. Одной из причин гистерезиса при капиллярной конденсации может оказаться несовпадение формы и кривизны мениска адсорбата в порах при адсорбции и при десорбции. [c.226]

Количество вещества, адсорбированного единицей массы адсорбента, называют абсолютной адсорбцией и обозначают А. В общем случае величина А больше гиббсовского поверхностного избытка Г. Однако для ПАВ ввиду их высокой адсорбционной способности можно пренебречь концентрацией в объеме по сравнению с очень высокой концентрацией в адсорбционном слое и принять Л I". В настоящее время известны пять типов экспериментально получаемых изотерм физической адсорбции паров и газов на твердых адсорбентах (рис. 20.10). Тип I — изотерма для мономолекулярной (однослойной) адсорбции и хемосорбции тип II — S-образная кривая, не достигающая предела адсорбции, характерна для полимолекулярной адсорбции тип III — монотонно возрастающая кривая без перегибов, типична для поверхностей со слабой адсорбционной способностью типы IV н V близки к // и III, но имеют максимум адсорбции, обусловленный капиллярной конденсацией, относятся к полимолекулярной адсорбции. [c.332]

Наличие капилляров со стенками, смачивающимися адсорба-том, приведет к конденсации ненасыщенного по отношению к плоскости жидкости пара. Это явление и определяет капиллярную конденсацию. При заданном значении концентрации заполняются все капилляры, радиус которых меньше заданного критического . Как и в потенциальной теории адсорбции, теория капиллярной конденсации приводит к возможности предсказания одной изотермы по другой. [c.308]

На рис. 18 представлены изотермы адсорбции водяных паров сажей. Кривая 1 относится к исходному образцу сажи, кривая 2 — к образцу, подвергнутому предварительно окислению с поверхности, и кривая 3 — к образцу, подвергнутому с поверхности восстановлению и графитированию. Здесь мы сравним только левые части этих кривых (правые характеризуют капиллярную конденсацию и будут рассмотрены дальше). На первоначальной и в особенности на восстановленной поверхности сажи адсорбция почти не происходит, а окисленной поверхностью водяные пары адсорбируются сравнительно хорошо. [c.27]

Сравнение изотерм сорбции и десорбции на пористых полимерах адсорбатов разной природы (рис. 6.3) показало, что в паре перфтор- -октана, в отличие от метанола, набухания полимеров не происходит. Изотерма адсорбции этого пара в начальной области полностью обратима. При более высоких относительных давлениях пара р/ро наблюдается четкий капиллярно-конденсаци-онный гистерезис, как в случае неорганических адсорбентов с жестким скелетом (см. рис. 3.2 и 4.9). [c.119]

Теория капиллярной конденсации не является собственно адсорбционной. Она рассматривает конденсацию пара в порах адсорбента, сопровождающую адсорбцию и осложняющую ее трактовку. Этот процесс имеет большое практическое значение. Измеряемое любым методом х всегда представляет собой суммарную величину, включающую как адсорбированное количество,. так и поглощенное в результате конденсации пара. Конденсация происходит в области давлений, близких к насыщению, и изменяет классическую форму изотермы, на которой при р- ро обнаруживается резкий подъем и расщепление кривой на две ветви (рис. Х.2) при некотором значении р = рк. [c.157]

Наряду с изотермами адсорбции, приведенными на рис. 14, часто на практике встречаются изотермы без прямолинейного участка, параллельного оси абсцисс и отвечающего насыщению поверхности ад сорбента молекулами адсорбтива. Вид таких изотерм изображен на рис. 17. Очевидно, связывание адсорбтива адсорбентом не прекращается при образовании мономолекулярного слоя, а продолжается дальше. Подобную форму изотерм нельзя истолковать, как следствие капиллярной конденсации, ибо такая адсорбция наблюдается н у напористых адсорбентов, когда капиллярная конденсация невозможна. [c.42]

При адсорбции, сопровождающейся капиллярной конденсацией, часто наблюдается явление гистерезиса, когда изотермы адсорбции и десорбции не совпадают, например, на рис. 19 (по оси ординат нанесены количества поглощенной дисперсной фазой воды, а по оси абсцисс — равновесные значения давления пара р). [c.44]

Рис. 52. Изотерма адсорбции, осложненная капиллярной конденсацией.

Ограниченность теории капиллярной конденсации как теории адсорбции заключается прежде всего в том, что она относится лишь к малой области изотермы, а именно к области давлений, близких к ро. Вместе с тем она показывает, что, рассматривая сорбционный процесс в целом, никогда нельзя забывать о важной роли конденсации пара в тонкопористых телах, к которым относится большинство применяемых на практике адсорбентов и катализаторов. [c.158]

Рис. х.2. Изотерма адсорбции, осложненной капиллярной конденсацией [c.158]

Изотерма сорбции при наличии капиллярной конденсации имеет 5-образную форму (рис. 97). При малых давлениях кривая представляет собой обычную изотерму адсорбции, при приближении к пределу адсорбции она резко поднимается вверх. Этот участок соответствует массе сорбированного вещества в результате капиллярной конденсации. [c.275]

Для сорбентов структуры типа I характерна полимолекулярная адсорбция паров смачивающих жидкостей, выражающаяся S-образной изотермой без петли гистерезиса. Для сорбентов типа II характерно наличие обширной области гистерезиса, обусловленной капиллярной конденсацией паров в крупных порах (с Гэкв>3 нм), которая для различных адсорбатов начинается при разных значениях p/ps. Удельная поверхность для них равна 100—400 м /г. Для сорбентов типа III кривизна поверхности (Гэкв<2 нм) влияет на процесс адсорбции, что проявляется в форме изотермы адсорбции. Капиллярная конденсация наблюдается для сорбентов этого типа только при адсорбции веществ с малыми размерами молекул (Н2О, N2, СН3ОН), причем петля гистерезиса будет тем больше, чем меньше мольный объем адсорбата. [c.58]

Мономолекулярный адсорбированный слой описывается изотермой адсорбции Ленгмюра (см. ФХ 4.3.2) многослойная адсорбция (капиллярная конденсация) — соотношением Бруннауэра, Эмметта и Теллера (см. ФХ 4.3.2). [c.532]

Если 0с — угол смачивания между твердым веществом и жидкостью, то составляющая поверхностного натяжения равна a os0o и уравнение (VI.25) изменится. Давление равновесной адсорбция Яа в области капиллярной конденсации превышает соответствующее давление десорбции Яд, так как десорбция в этом случае происходит из целиком заполненных капилляров, и угол смачивания равен нулю. В опыте необходимо провести адсорбци10 до относительного давления, равного единице, и десорбцию, а затем использовать для расчета десорбционную ветвь петли гистерезиса данной изотермы, т. к при этом не нужна поправка на угол смачивания. На рис. 131 изображены изотермы адсорбции и десорбции паров бензола на крупнопористом силикагеле. Каждая точка изотермы адсорбции дает значения адсорбированного количества бензола а и относительного давления пара Р/Рд. Умножая величину а на V, находят объем пор, а подставляя в уравнение Кельвина (VI. 25) соответствующее значение Я/Яо, получают гк. [c.301]

Наиболее теоретически ра работаннон является модель ССЕ с ядром из поры, различные состояния которой приведены на рис. 10. Формирование адсорбционно-сольватного слоя происходит самопроизвольно за счет поверхностных сил ядра с выделением при этом обычно тепла. Поверхностные силы при физической адсорбции имеют ту же природу, что и силы межмолекулярного взаимодействия. В настоящее время, наиболее признанной, позволяющей аналитически описать -образную форму изотермы адсорбции является теория БЭТ (Брунауэр— Зммет — Теллер). По своей сути адсорбция по Ленгмюру соответствует модели ССЕ, когда / /л- О, а по Поляни — когда /г/г оо (рис. 11). Адсорбция при наличии высокодисперсных пор в адсорбенте сопровождается фазовым переходом — капиллярной конденсацией. Воздействуя различными способами на пористость твердых тел в процессе их получения и существенно изменяя условия нх применения путем варьирования давления, температуры и введения различных добавок, удается регулировать высоту межфазного слоя И на поверхности пористого тела (рис. 12). [c.77]

Постройте изотермы адсорбции и десорбции, пользуясь экспериментальными данными капиллярной конденсации паров воды в Еорах активного угля при 293 К (варианты I—П1) [c.70]

При адсорбции, српровождающейся капиллярной конденсацией, часто наблюдается явление гистерезиса, когда изотермы адсорбции и десорбции не совпадают. Это явление подробно изучали Ван-Беммелен и Зигмонди на примере адсорбции воды силикагелем. Результаты их опытов представлены схематически в виде [c.100]

При р = О силикагель еще содержит немного воды, что характеризуется отрезком О А. Это кристаллизационная вода, которая может быть удалена только прокаливанием. Изотерма адсорбции обратима лишь на участке АВ. От точки В изотерма становится необратимой — одной и той же массе влаги mi при поглощении отвечает давление пара р, а при обезвоживании — р2, причем Pi > Р2- Это Становится ясным, если провести пара ллельную абсциссе линию, пересекающую гистерезисную петлм, и из точек пересечения опустить перпендикуляры на ось давлений. Зигмонди объяснил подобное явление тем, что, на участке BED происходит капиллярная конденсация, а на участке fl D —испарение воды из капилляров. Воздух,. адсорбированный сухими стенками капилляров,-препятствует их смачиванию при оводнении силикагеля. Очевидно, вследствие это- го краевые углы, образуемые жидкостью со стенками, калилляров при оводнении силикагеля, будут всегда больше соответствующих углов при испарении, когда стенки полностью смочены водой. В результате мениски жидкости, заполняющей капилляры, в первом случае также всегда будут менее вогнуты, чем во втором, и давление пара, отвечающее одному и тому же количесту поглощенной силикагелем жидкости, при оводнении будет больше, чем при обезвоживании. [c.101]

Наряду с адсорбцией в пористых телах наблюдается явление капиллярной конденсации — конденсации пара адсорбата при давлениях, меньших давления насыщенного пара. При адсорбции стенки пор оказываются покрытыми тонкой пленкой адсорбированного вещества. Они хорошо смачиваются жидким сор-батом, и поэтому в порах легко образуется вогнутый мениск жидкости. Согласно уравнению Томсона (VII.5.3), давление пара, равновесное вогнутой поверхности, меньше упругости насыщенного пара. Поэтому конденсация пара в порах над вогнутым мениском начинается при давлениях, меньших давления насыщенного пара (р < р,), т. е. при относительном давлении, меньшем единицы (р1р < 1). Капиллярная конденсация, как и полислойная адсорбция, проявляется в том, что изотерма адсорбции в этих случаях принадлежит к одному из типов [c.226]

Изотермы сорбции при капиллярной конденсации имеют 5-об-раэную форму (рис. 20.8). Характерные особенности таких изотерм заключаются в том, что вначале на кривой намечается некоторый предел адсорбции (почти горизонтальный участок), но при достижении определенного давления кривая резко идет вверх, что говорит о быстром возрастании количества поглощенного пара в результате капиллярной конденсации. И еще одна особенность состоит в несовпадении изотерм сорбции и десорбции, т. е. в наличии сорбционного гистерезиса. Это означает, что одному и тому же [c.327]

На рис. 20 показано, как изменяется вид адсорбционной изотермы в области капиллярной конденсации. Каждому данному сечению капилляра соответствуе определенное для данной температуры давление пара, начиная с которого происходит его капиллярная конденсация. Известно, что капилляры конической формы по мере повышения давления пара в окружающей среде постепенно заполняются, начиная с наиболее узкой части. На практике капилляры имеют неправильные формы и размеры, поэтому процессы заполнения их происходят более сложно. Важно, что при капиллярной конденсации вследствие заполнения той или другой части объема капилляров количество поглощаемой воды может быть значительно большим, чем при поверхностной адсорбции. Но в то время как адсорбция может происходить и при сравнительно низкой концентрации паров в воздухе, капиллярная конденсация начинается, когда концентрация паров не слишком отличается от концентрации насыщенного пара при этой температуре. [c.28]

При этом обнаружилась удивительная картина. Оказалось, что из 30 изученных адсорбентов, только в двух случаях (уголь, ша-базит) изотермы адсорбции имели классическую форму, отвечающую уравнению Лэнгмюра. Анализ экспериментального материала позволил выделить 5 основных типов изотерм, изображенных на рис. 55, а именно / — кривую лэнгмюровского типа II—S-образную кривую с линейным участком в области средних р, встречающуюся наиболее часто III — кривую без перегибов с монотонным ростом dxjdp, IV и V — кривые типов // и III, осложненные капиллярной конденсацией. На некоторых изотер- [c.146]