Изучение адсорбции органических молекул

НИИ металлов является обычный метод снятия поляризационных кривых компенсационным способом, особенно изучение зависимости катодной поляризации от плотности тока. Несмотря на то, что этот метод является очень простым и удобным, он требует чрезвычайной осторожности при обсуждении полученных результатов. Как известно, при наличии в растворе поверхностно-активных веществ поверхность электрода, на которой происходит осаждение металла, может быть значительно меньше общей геометрической. Особенно резко это проявляется при невысокой скорости адсорбции органических молекул, когда резко выражена неоднородность поверхности, в то время как при высокой скорости адсорбции вся поверхность будет заполнена адсорбированными молекулами и, следовательно, поверхность будет однородной. В случае неоднородной поверхности истинные плотности тока будут сильно отличаться от кажущихся значений, к которым относится та или иная величина измеряемой поляризации, и, таким образом, вся зависимость поляризации от плотности тока становится неопределенной. Кроме того, метод исследования зависимости поляризации, характеризуя общую степень затруднения электродного процесса, не дает понятия не только о скорости адсорбции поверхностно-активных веществ, но и о заполнении поверхности адсорбированными молекулами. [c.90]

ИЗУЧЕНИЕ АДСОРБЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ МОЛЕКУЛ [c.165]

Вторым источником этой теории являются успехи в области изучения адсорбции и прежде всего известные закономерности, обнаруженные Лэнгмюром (см. стр. 142) 1) действие химических сил между поверхностью и адсорбированным веществом возможно лишь при непосредственном соприкосновении атомов адсорбента и адсорбата 2) адсорбция органических молекул протекает с определенной ориентацией к поверхности 3) сильная адсорбция любых молекул является практически необратимой и ведет к отравлению катализатора и т. д. Сюда же относятся работы Адкинса [11] и Берка [13], в которых выдвинуты условия разрыхления исходных связей реагента в зависимости от межатомных расстояний в кристалле катализатора. [c.298]

Как было показано ранее на синтетических ионообменниках [2], участие в обмене органических ионов придает процессу специфические черты. Так, например, при изучении кинетики обмена вследствие больших размеров ионов может наблюдаться состояние ложного равновесия , когда скорость обмена снижается почти до нуля, в то время как истинное равновесие еще не достигнуто. Кроме того, в данном случае параллельно с процессом ионного обмена может происходить также физическая адсорбция органических молекул [3]. [c.22]

Адсорбция поверхностно-активных веществ (ПАВ) на ртути исследовалась неоднократно при помощи электрокапиллярных измерений. В частности, к работам в этой области относится изучение влияния адсорбции органических молекул и катионов на кинетику электродных процессов [1—4] и сравнительное рассмотрение адсорбции некоторых органических кислот, спиртов и аминов па границах раздела раствор — воздух и раствор — ртуть [5—8]. Связь адсорбируемости веществ на ртути с особенностями их строения изучена в основном для алифатических соединений, где выяснено влияние на работу адсорбции природы функциональной группы [6, 8], галоидного замещения [5, 7, 8] и проверена применимость правила Траубе при адсорбции в гомологических рядах [6]. [c.18]

Весьма плодотворным должно в принципе явиться изучение влияния природы и концентрации электролита фона. Влияние фа-потенциала исследовали очень многие авторы, причем наибольший интерес для нас представляет одна из первых работ [74], авторы которой пришли к выводу, что переходное состояние реакции восстановления нитрометана располагается на внутренней плоскости Гельмгольца (см. [10, 17 ). Однако анализ накопленных данных невозможен до построения теории адсорбции органических молекул, учитывающей влияние фа-потенциала. [c.203]

Метод ЭПР использовали также для изучения возникновения комплексов с переносом заряда при адсорбции органических молекул на цеолите. Образование комплексов А (Д и А-соответственно донор и акцептор электронов) происходит по уравнению Малликена [38] [c.30]

Основные методы изучения адсорбции органических соединений на жидких электродах основаны на измерениях пограничного натяжения или дифференциальной емкости двойного слоя в зависимости от потенциала электрода. Количественная теория полярографических максимумов второго рода [1—3] позволяет использовать для исследования адсорбции органических соединений на жидких металлах также данные по торможению органическими молекулами тангенциальных движений капельного электрода, работающего в условиях, благоприятствующих появлению максимумов 2-го рода. Поскольку ток заряжения, текущий на капельный электрод, прямо пропорционален поверхностной плотности заряда, то адсорбционные характеристики органического вещества в случае жидких электродов могут быть определены, кроме того, из полярографических токов заряжения [4—6]. Последние два метода не получили, однако, широкого распространения при изучении адсорбции органических веществ. В связи с этим мы ограничимся рассмотрением методов измерения пограничного натяжения, а также методов измерения дифференциальной емкости последние могут быть использованы как для жидких, так и для твердых металлов. [c.5]

Таким образом, электродные процессы в растворах органических веществ имеют большое практическое значение. Этим предопределяется актуальность теоретических работ, связанных с изучением механизма влияния органических веществ на скорость электрохимических реакций. В свою очередь, необходимой предпосылкой исследования ингибирующего или каталитического действия органических веществ является изучение их адсорбции на электродах. В самом деле, имея сведения о том, какая доля поверхности электрода покрыта органическими молекулами, как эти молекулы ориентированы и как изменяются адсорбционные характеристики в зависимости от потенциала электрода, можно установить корреляции между адсорбционными и кинетическими закономерностями и получить правильное представление о механизме влияния органических веществ на скорость электродных процессов. Сказанное позволяет понять, почему электрохимики уделяют столь большое внимание изучению адсорбции на электродах различных органических соединений и почему именно с этого раздела мы начинаем данную книгу. [c.3]

Образование на поверхности электрода оксидной пленки, а также адсорбция на ней ионов или органических молекул изменяет толщину поверхностного слоя с1 и его коэффициент преломления га, а следовательно, параметры отраженного света А и 1 з. Анализ этих изменений, который обычно выполняют с помощью ЭВМ по специально разработанным программам, позволяет рассчитать соответствующие изменения й и п в исследуемой системе и связать их с образованием на поверхности электрода адсорбционного или фазового слоя. Современная техника позволяет регистрировать увеличение величины с1, составляющее всего 0,02 нм, т. е. фиксировать адсорбированное вещество, начиная с заполнений поверхности 0— 0,05. Полученные эллипсометрическим методом данные по адсорбции на ртутном электроде анионов С1 , Вг и 1 , а также некоторых органических веществ находятся в хорошем согласии с результатами электрокапиллярных и емкостных измерений. Широкое применение эллипсометрический метод получил при изучении оксидных слоев на различных электродах. [c.182]

Адсорбция органического субстрата также приводит к деформации его молекулы с разрыхлением и разрывом связей и к образованию связей с катализатором. Имеющие место химические взаимодействия сопровождаются выделением большого количества теплоты (например, при адсорбции этилена на никеле - около 250 кДж/моль). Изучение нестойких соединений, образующихся при взаимодействии органических веществ с катализатором на его поверхности и неразрывно связанных с ним, является очень трудной задачей. Тем не менее аналогии между гетерогенными и гомогенными, катализируемыми и некатализируемыми реакциями в сочетании с данными физико-химических исследований позволили представить вероятную структуру поверхностных соединений и, используя эти представления, объяснить важнейшие экспериментально установленные химические особенности процесса гидрирования. [c.26]

Результаты изучения ИК-спектров молекул, адсорбированных цеолитами, суммированы в обзоре [103], где приведены данные по адсорбции СО, Oj, NHg и различных органических молекул. Спектральные характеристики воды и гидроксильных групп были рассмотрены в гл. 5 и 6. [c.674]

Здесь необходимо учитывать также возможность взаимодействия адсорбируемых молекул с адсорбентом, которое осложняет диффузию молекул в полостях цеолитов. Так, например, известно, что при ионном обмене больших органических ионов на кинетику процесса большое влияние оказывают стерические факторы, приводящ ие к образованию непроницаемых корок и полному прекращению обмена. Такие процессы, как отмечается в [2], требуют специального анализа и дополнительного изучения распределения ионов (молекул) внутри ионита (адсорбента). Кроме того, необходимо учитывать, как нам кажется, и другую возможность. Величины адсорбции, наблюдаемые в опытах, могут быть равновесными, если принять во внимание возможную зависимость равновесной величины адсорбции от конфигурации адсорбируемых молекул в полости цеолита. С ростом температуры конфигурационное равновесие смеш,ается таким образом, что величина адсорбции растет вплоть до заполнения предельного объема адсорбционного пространства W - Для таких жестких молекул,, как 1,3,5-триэтилбензол или третичный бутилбензол конфигурационные преобразования могут быть затруднены большими энергетическими барьерами. Во всяком сл чае, вопрос заслуживает, по нашему мнению, детального рассмотрения с анализом механизма взаимодействия адсорбата и адсорбента и привлечением для этой цели спектральных методов, позволяющих судить о состоянии адсорбированных молекул, их подвижности и характере взаимодействия с адсорбентом. [c.273]

Е. В. Л у н н н а, В. Б. Г о л у 6 е в (Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, химический факультет). Нами была изучена адсорбция акцепторных органических молекул хинонов на поверхности окиси алюминия. Оказалось, что в определенных условиях почти все изученные нами хиноны от фторанила, одного из сильнейших акцепторов, до антрахинона, акцепторные свойства которого незначительны, содержат в спектрах ЭПР один и тот же широкий сигнал, состояш ий из шести компонент равной интенсивности. Спектр резко отличается от спектров соответствующих семихинонов по величине полного расщепления (— 50 а) и сверхтонкой структуре и не содержит расщепления от кольцевых атомов водорода и фтора. Такой спектр может возникнуть только в результате контактного взаимодействия неспаренного электрона, локализованного вблизи атома алюминия, с ядром атома алюминия (s = Д). Интегральная интенсивность спектра примерно одинакова для разных хинонов и составляет 10 спин/г. [c.233]

В заключение рассмотрим поведение второго компонента реакции гидрирования — органического вещества. Электрохимический метод исследования позволяет одновременно выяснить роль адсорбции молекул органического вещества в каталитическом процессе, в частности решить. вопрос может ли адсорбция органического вещества быть л имитирую-щей стадией процесса. Рассмотрим это на прил ере изучения адсорбционной способности и скорости адсорбции масляного альдегида. Последнее основано на том, что при введении органического вещества на полностью дегазированную поверхность наблюдается изменение потенциала. Электрохимическая дегазация поверхности достигается путем анодной поляризации электрода-катализатора до потенциала 0,6 4-0,6 в (достигается вакуум примерно 10 °аг). [c.10]

В последнее время электронный проектор привлек к себе большое внимание из-за открытой возможности наблюдения в нем за отдельными молекулами адсорбированных веществ [1]. Эти опыты проводились пока только с крупными органическими молекулами, которые мало пригодны для изучения элементарных стадий адсорбции и катализа. Поэтому в данной работе, проводившейся под руководством С. 3. Рогинского, была сделана попытка наблюдения за адсорбцией на поверхности вольфрамового монокристалла отдельных молекул простых газов и простых органических веществ. [c.164]

Одно из важных наблюдений заключалось в том, что ароматические вещества сорбируются не всегда лучше, чем алифатические, так как сродство соединения к углю в значительной степени зависит от заместителей в ароматических кольцах и от функциональных групп в молекулах алифатических веществ. Полученные результаты подтверждают литературные сообщения, связывающие адсорбцию с растворимостью и диссоциацией кислот в искусственных смесях органических веществ. Вместе с тем при изучении адсорбции алифатических полимеров, обладающих свойствами кислот и оснований, получены новые данные в тех случаях, когда изменение pH вызывало образование ионизированных полимерных групп, адсорбция уменьшалась по крайней мере в 1000 раз. Эти данные позволяют установить параметры промышленных сточных вод, по которым может быть сделана оценка сродства водных растворов органических веществ к углю, а именно общее содержание углерода (ООУ), связанного азота, содержание ароматических соединений, кислотность (pH = 4—7) без карбонатной кислотности. В заключение можно отметить, что на адсорбцию органических веществ из водных растворов активным углем влияют многие факторы, некоторые из которых приведены ниже [15]. [c.97]

В целях разработки научных основ направленного синтеза защитных лакокрасочных систем, равно как и ингибиторов коррозии, желательно более ускоренными темпами развивать исследования в области изучения механизма адсорбции (хемосорбции) органических молекул и изучения свойств адсорбционных слоев на металлах во влажном воздухе. [c.200]

Изучение кинетики и механизма реакций в двухфазных системах, прежде всего с использованием в качестве водной фазы концентрированных растворов щелочей, еще только начинается. Однако уже сейчас можно сказать, что реакции н двухфазных системах представляют собой особую группу реакций со своей спецификой, которая отличает их от аналогичных реакций в гомогенных условиях. Влияние адсорбции органических молекул на поверхности раздела фаз на кинетику сближает нх с гетерогенными реакциями, а образование промежуточных комплексов субстрата с катализатором межфазного переноса и соответственно михаэлисовская кинетика — с ферментативными процессамп, Таким образом, развитие этой новой области кинетики органических реакций позволит исследовать системы, моделирующие гетерогенные и ферментативные реакции. [c.47]

Экспериментальные данные показали, что на висмуте закономерности влияния адсорбции изученных соединений на форму С,ф-кривых качественно такие же, как и на ртути (рис. 14). Совпадение С,ф-кривых в растворе органического соединения с кривой емкости фона при достаточно высоких положительных и отрицательных зарядах поверхности свидетельствует о полной десорбции молекул перечисленных веществ с поверхности висмута. Область адсорбции органических соединений алифатического ряда ограничена соответственно катодными и анодными адсорбционно-десорбционными максимумами. Следует отметить, что кроме ртути висмут является единственным металлом, на котором в присутствии изученных соединений можно измерить анодные адсорбционные максимумы. Как уже отмечалось выше, интересным эффектом при адсорбции ряда кетонов (ЦГ, МПК, МБК и ДЭК), сложных эфиров (ПА, БА) и некоторых других соединений [8, 12] является расщепление адсорбционных максимумов на висмуте, что обусловлено кристаллографической неоднородностью оплавленной поверхности висмута. [c.130]

Стандартные методики таблетирования с КВг и суспендирования применимы к исследованию адсорбции. Они особенно удобны, когда адсорбция сильная и па нее в заметной степени не влияет выдержка образца на воздухе. Уодсворт и сотр. [11, 15] применили эту методику для изучения адсорбции органических молекул на глинах, олеиновой кислоты на флюорите и гексантиола на цинксодержащих минералах. Этот тип исследования применим для получения характеристик поверхностных свойств реальных или потенциальных катализаторов. К использованию таблеток с КВг нужно относиться осторожно. Некоторые координационные комплексы претерпевают обмен лигандов с бром-ионами при запрес-совании в таблетки с КВг. Аммиак, адсорбированный на катализаторе крекинга, может реагировать при прессовании в таблетки с КВг, и в результате будет образовываться бромид аммония [43]. Не вызывает сомнений, что реакции в таблетках с КВг зависят от давления, температуры и времени прессования одпако влияние этих факторов изучено очень мало. [c.340]

При изучении адсорбции из газовой фазы широко используется метод инфракрасной спектроскопии, который позволяет установить распределение электронной плотности в адсорбированных молекулах и определить характер связи адсорбат — адсорбент. Применению этого метода для изучения адсорбции органических веществ на электродах препятствует сильное поглощение инфракрасных лучей в растворе электролита. Тем не менее в самое последнее время появились указания на возможность использования метода инфракрасной спектроскопии и в электрохимических системах (А. Бьюик). С этой целью применяются особые ячейки, в которых ИК-излучение проходит по кварцевым световодам, прижатым к поверхности электрода. Между концом световода и электродом остается очень тонкий слой раствора, в результате чего удается резко снизить эффект поглощения инфракрасного излучения раствором электролита и зарегистрировать ИК-спектры поглощения адсорбционного слоя. В частности, удается проследить, как изменяется характер связей между атомами в хемосор-бированной на платиновом электроде органической частице, и сделать вывод о ее химической структуре. [c.35]

В табл. 3.1 приведены положения некоторых наиболее важных для изучения химии поверхности и адсорбции полос поглощения в области колебаний скелета кремнеземов. В табл. 3.2 представлены полосы поглощения силанольных групп кремнезема и адсорбированной воды при переходе от далекой к основной и близкой ИК области спектра в порядке возрастания частот. Сопоставление табл. 3.1 и 3.2 позволяет найти окно прозрачности, в котором можно наблюдать полосы поглощения колебаний адсорбированных молекул воды VH,o-f8HjO— 5150—5270 см-, не накладывающихся на полосы поглощения колебаний остова кремнезема и силанольных групп. В окно прозрачности 2000—3000 см- не попадают полосы ни кремнезема, ни адсорбированных молекул воды, поэтому его удобно использовать для наблюдения за адсорбцией органических веществ. Спектральным критерием дегидратации поверхности может служить исчезновение из спектра полосы поглощения деформационных колебаний молекул воды йн о, полосы соответ-стЕ ующего обертона 28hjO и составного колебания vh o+Sh o. Однако полоса основного тона деформационных колебаний молекул воды ShjO перекрывается с полосами поглощения обертона и [c.57]

Говоря об оптических методах изучения адсорбции на электродах органических веществ, следует упомянуть также метод фотоэлектронной эмиссии. В этом методе электрод освещают монохроматическим светом с длиной волны X, которая должна быть меньше некоторого порогового значения Ао (красная граница фотоэффекта). При < о электроны выбиваются из металла в раствор, теряют там часть своей энергии (термализуются), соль-ватируются молекулами растворителя и, наконец, захватываются специально добавленными в раствор акцепторами электронов (молекулы N2O, ионы Н3О+, NO3- и др.). Если толщина двойного электрического слоя d<, то между регистрируемым током фото-эмиссии /ф в степени 0,4 и потенциалом Е наблюдается линейная зависимость (закон пяти вторых 5/2= 1/0,4). Адсорбция органических молекул приводит, как правило, к раздвнженню обкладок двойного слоя, т. е. к увеличению d. Если при этом будет нарушено условие d< k, то произойдет искажение зависимости [c.35]

Следует отметить, что подобное изменение скорости адсорбции поверхнсктно-активного вещества в зависимости от концентрации раствора наблюдали О. К. Гальдикене, С. И. Хотянович и Ю. Ю. Матулис [16] при изучении адсорбции органических кислот на поверхности медного катода. Они высказали предположение, что уменьшение скорости адсорбции в более концентрированных растворах связано с большей трудностью вытеснения ионов раствора с поверхности катода при адсорбции органических молекул, а также с затрудненной ориентацией адсорбирующихся молекул при образовании адсорбционного слоя на поверхности электрода. [c.118]

С. И. Хотянович и Ю. Ю. Матулис [16] при изучении адсорбции органических кислот на поверхности медного катода. Они высказали предположение, что уменьшение скорости адсорбции в более концентрированных растворах связано с большей трудностью вытеснения ионов раствора с поверхности катода при адсорбции органических молекул, а также с затрудненной ориентацией адсорбирующихся молекул при образовании адсорбционного слоя на поверхности электрода. [c.118]

Кертойз, Давыдов, Киселев и др. [87] получали изотермы адсорбции, а также использовали спектральные и калориметрические методы для изучения адсорбции разнообразных типов органических молекул на предельно гидроксилированной и до высокой степени дегидроксилированной поверхностях кремнезема. Авторы пришли к заключению, что прочность водородных связей для адсорбированных молекул рассматриваемых типов на кремнеземной поверхности оказывается той же самой, что и в растворе, Ркпользуемые образцы кремнезема приготовлялись с об- [c.902]

В центре внимания обзора А. В. Киселева находятся органические молекулы, адсорбированные на поверхности твердого вещества. Изучение их строения стало возможным благодаря совместному использованию данных хроматографии с расчетами энергии адсорбции в атом-атомном приближении. Таким образом, хроматография выступила в новой роли, став основой структурного метода, названного хроматоскопией. [c.6]

В 1863 г. Липскоумб [1] впервые предложил применять активный уголь для очистки питьевой воды. Первое значительное исследование активного угля касалось влияния молекулярной структуры и pH раствора на эффективность адсорбция. В 1929 г. Фелпс и Петерс (Англия) [2] изучили зависимость адсорбции низших жирных кислот и простых алифатических аминов от pH раствора и степени диссоциации кислот и оснований. Оказалось, что адсорбируются только недиссоциированные молекулы и что адсорбция органических веществ в водных растворах аналогична адсорбции газов. В начале 40-х годов Челдин и Уиль-ямс сделали два важных наблюдения 1) адсорбция изученных ими 33 аминокислот, витаминов и родственных соединений активным углем (Dar o 6-60) соответствует изотермам адсорбции Фрейндлиха 2) наличие и положение полярных групп и от сутствие ароматических ядер определяет возможность адсорбции органических веществ активным углем из воды. Задача этих исследователей состояла в выявлении возможности использования угля в аналитических целях. Однако вследствие высокой концентрации изучаемых органических веществ сделанные выводы нуждаются в уточнении применительно к их адсорбции из реальных водоемов или промышленных сточных вод. [c.95]

Изучение адсорбции ТМ на электродах дает ценную информацию о строении плотной части двойного слоя, так как из-за сильного специфического взаимодействия молекул ТМ с поверхностью электрода изменение ориентации диполей ТМ в плотном слое с потенциалом электрода и заполнением поверхности выражено слабее, чем у большинства других органических соединений [23, 66, 67]. Адсорбция ТМ вызывает заметное возрастание емкости при потенциалах, положительнее —1,1 —1,2 в. Во всех исследованных растворителях адсорбция ТМ на висмуте вызывает смещение точки нулевого заряда в сторону более отрицательных потенциалов [61, 67—69]. Путем графического дифференцирования кривых двумерного давления можно рассчитать величины поверхностных избытков ТМ (Г, моль/см ) при различных стм и е. При е = onst адсорбция ТМ на висмуте возрастает в ряду ДМСО <ДМФ, АН< СНз0Н<С2Н50Н< <Нг0 [61, 67—69]. [c.128]

Такамура и Иошида [)21] изучали состав диффузионного слоя на германиевом электроде в растворах различного состава. Егер и Рид [22] применили ИК-слектроскопию для исследования адсорбции больших органических молекул (стеариновая кислота), а также для изучения области пространственного заряда на германиевом электроде. В последнем случае путем модуляции поверхностного потенциала переменным током изменялись поверхностные избытки электронов и дырок и таким образом изменялась отражательная способность поверхности электрода. В измеряемом сигнале появилась переменная компонента (с частотой, равной частоте модуляции потенциала), обусловленная поглощением света свободными носителями. [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология