Силы физической адсорбции

Проведенное рассмотрение сил физической адсорбции, действующих между твердым телом и молекулой адсорбированного газа или пара, показывает, что в общем случае дисперсионные силы присутствуют всегда и, если только адсорбированные молекулы не обладают сильным дипольным моментом, будут давать основной вклад в полную энергию адсорбции. Их зависимость от расстояния такова, что первый слой адсорбированных молекул удерживается сильно, а следующие слои слабее причем энергия взаимодействия для них ненамного превосходит скрытую теплоту сублимации или испарения. Дисперсионные силы значительно больше в микропорах, чем над плоской поверхностью, и наиболее слабые они над выступами. Если твердое тело — ионный или металлический кристалл, электростатические силы будут также проявляться, но для ионных изоляторов они относительно малы, если адсорбируемые молекулы неполярны (например, аргон, метан). Электростатические силы заметно усиливаются и, возможно, становятся преобладающими, если адсорбируемые [c.29]

Изотерма адсорбции Ленгмюра. Адсорбция атомов или молекул осуществляется либо под действием межмолекулярных сил (физическая адсорбция), либо с образованием химической связи (хемосорбция или активированная адсорбция). Адсорбция зависит не только от площади поверхности, но и от концентрации (парциального давления), а также от температуры. В случае физической адсорбции количество адсорбированного вещества уменьшается с ростом температуры, а при хемосорбции оно, как правило, увеличивается. Следует, однако, помнить. [c.187]

Откачка инертных газов в магниторазрядных насосах происходит в основном на катодах путем внедрения в них быстрых ионов, которые после нейтрализации удерживаются силами физической адсорбции. Непрерывно напыляемый титан замуровывает сорбированные молекулы. Распыление материала катода ведет к высвобождению части молекул газа, поэтому в основном они удерживаются лишь на периферии катода, где скорость распыления меньше скорости напыления титана. Не исключено, что часть молекул инертных газов, находящихся в возбужденном [c.61]

IX 3. силы ФИЗИЧЕСКОЙ АДСОРБЦИИ [c.132]

Адсорбция может осуществляться за счет ван-дер-ва-альсовых сил (физическая адсорбция) или за счет образования химических связей разных типов (химическая адсорбция, хемосорбция) При физической адсорбции характер действующих сил аналогичен тем, которые имеют место в жидкостях, равновесие устанавливается мгновенно, процесс обратим, взаимодействие слабое, для катализа не имеет существенного значения Например, адсорбция Ог, СО, N2 на СггОз при -183 °С осуществляется с тепловым эффектом 17 кДж/моль, О2 на угле при 68 °С — 15,5 кДж/моль Хемосорбция необратима и сопровождается большими тепловыми эффектами, доходящими до 400 кДж/моль и выше водород на восстановленном никеле — 66,9 кДж/моль при [c.159]

Термическая десорбция образца, связанного с инертным носителем силами физической адсорбции. [c.119]

Полученные результаты свидетельствуют о прочности сцепления в естественном состоянии битума с минеральной частью битумосодержащей породы. Однако адгезия обусловлена только силами физической адсорбции и длительностью контакта. В отличие от материалов основных пород (типа карбонатов) на поверхности минеральной части битумосодержащей породы (пески) месторождения Иман-Кара не образуются хемосорбционные связи. Поэтому можно предположить, что сцепление битума с минеральной составляющей киров (силикатами) при длительном воздействии воды будет уменьшаться. [c.154]

Наличие непредельных связей в молекуле углеводородов облегчает адсорбцию, что хорошо иллюстрируется емкостными измерениями (рис. 9,8). Насыщенный углеводород додекан, адсорбируясь за счет сил физической адсорбции, снижает емкость и смещает минимум емкости к отрицательным значениям потенциала. Однако в присутствии циклододекатриена — углеводорода с тем же числом [c.311]

Из приведенных в работе Френча спектров следует, что недиссоциированная олеиновая кислота проявляется, вероятно, вследствие наличия в олеате натрия примеси свободной кислоты. Кислота удерживается силами физической адсорбции, так как она может быть удалена промыванием образца в ацетоне. После такой обработки остается только адсорбированный слой олеата кальция. [c.387]

Положительный двойной слой. Металлическая поверхность также обладает двойным электрическим слоем, образующимся за счет электронов поверхностного слоя атомов (или ионов). Молекулы, которые удерживаются силами физической адсорбции, проникают в такой диффузный слой электронов и поляризуются таким образом, что положительные полюсы диполей направлены от поверхности. Эта поляризация, которая, таким образом, противоположна по знаку поляризации на поверхностях соли или окисла, определена экспериментально путем измерения контактного потенциала [10] и по взаимному отталкиванию адсорбированных молекул [11]. Такой электрический двойной слой приводит к более слабой адсорбции молекул с периферическими диполями [12] в противоположность их поведению на поверхностях кристаллов солей или окислов. Электрическое поле по оценке, произведенной на основании упомянутых измерений, составляет в центре молекулы N2, адсорбированной на угле, / = 6,2 10 эл. ст. ед. [c.155]

Граничный слой смазки на поверхности металла может формироваться за счет сил физической адсорбции и за счет химических процессов. [c.207]

Эта концепция вызывает следующие возражения. Естественно, во-первых, что силы физической адсорбции не могут сколько-нибудь существенно повлиять на прочность валентных связей А — В и С — В, поскольку эти силы малы и имеют тот же порядок величины, что и ван-дер-ваальсовские силы при растворении. [c.288]

Как это было показано автором [2, 6] и позднее подтверждено другими исследователями [7, 8], образующаяся на поверхности металла пленка имеет сложное строение — ближайшие к металлу слои (или слой) химически связаны с металлом, а остальные удерживаются силами физической адсорбции. Такое многослойное строение обеспечивает необходимую непроницаемость иленки и полную изоляцию масла от каталитического действия металла. [c.325]

Силы химической связи могут значительно превышать силы физической адсорбции. В отличие от физической адсорбции химическая адсорбция значительно возрастает с повышением температуры, а при низкой температуре почти полностью отсутствует. [c.210]

Природа молекулярных сил и сил адсорбционных одна и та же. Силы физической адсорбции являются частным случаем сил молекулярных. [c.113]

Металлов в некоторой мере может ассимилировать, йй-пример, я-электроны и создавать тем самым специфическую адсорбцию дополнительно к электростатической. Поверхность металлов и особенно сталей неоднородна как по химическому составу, так и по наличию на ней различных дефектов, свойственных поликристаллическим материалам, границ зерен, вакансий, дислокаций и др. Эта неоднородность создает энергетическую дифферен-цированность поверхности и в результате различные по адсорбционной активности участки. Поэтому на одних ее частях могут прочно блокироваться хемосорбирован-ные частицы ингибитора, на других он удерживается силами физической адсорбции, а третьи могут оставаться свободными от ингибитора. [c.92]

Различают физическую, или ван-дер-ваальсову, адсорбцию и химическую адсорбцию, или хемосорбцию. В первом случае адсорбционные силы имеют ту же природу, что и межмолекулярные, или ван-дер-ваальсовы, силы. Физическая адсорбция всегда обратима. При химической адсорбции адсорбционные силы имеют химическую природу. Хемосорбция обычно необратима. В нашем курсе мы будем рассматривать, главным образом, физическую адсорбцию и лишь в соответствующем месте укажем на принципиальное различие между обоими видами адсорбции. [c.81]

Поверхность металлов и особенно сталей неоднородна как по химическому составу, так и по наличию на ней различных дефектов, свойственных поликристаллическим материалам границ зерен, вакансий, дислокаций и др. Эта неоднородность создает энергетическую диффе-ренцированность поверхности и в результате различные по адсорбционной активности участки. Поэтому одни ее части могут прочно блокировать хемосорбированные частицы ингибитора, на других он удерживается силами физической адсорбции, а третьи могут оставаться свободными от ингибитора. Значительной неравномерностью поверхности отличаются, например, нормализованные стали, границы раздела фаз которых обладают повышенной адсорбционной способностью вследствие повышенной свободной энергии. Вероятно, у нормализованных сталей молекулами ингибитора заполняются сначала наиболее активные центры поверхности, а потом наименее активные. У закаленных сталей все центры характеризуются сравнительно одинаковой и повышенной энергией, их заполнение молекулами ингибитора осуществляется практически одновременно и почти в 2 раза быстрее, чем у нормализованных сталей. [c.146]

Силы, которыми частицы вещества удерживаются на границе фаз, могут быть самыми различными по своей природе — от слабых физических сил взаимодействия, например вандерваальсовых сил физическая адсорбция), до значительных сил взаимодействия, приближающихся по величине к силам химических связей (хемисорбция) [3, 4]. Как правило, нельзя точно определить, за счет каких сил в действительности происходит адсорбция. Физическая адсорбция связана с небольшим изменением энергии частиц, а следовательно, и с выделением незначительного количества тепла, тогда как при хемисорбции выделение тепла является таким же обычным явлением, как и при химических реакциях. [c.321]

Для расчетов по уравнению (13) (а тем более для определения внриаль-ных коэффициентов высших порядков) необходимо знать адсорбционный потенциал как функцию координат. Взаимодействие между молекулой и поверхностью твердого тела является по своей природе электромагнитным и поэтому должно описываться квантовой механикой. В том случае когда равновесное распределение заряда системы таково, что не происходит переходов электронов мелоду участвующими частицами, и взаимодействующие компоненты сохраняют, таким образом, свою индивидуальность, можно говорить о физических силах. Физическую адсорбцию обычно связывают именно с такого рода взаимодействием. [c.28]

Агрегация М(0) предполагает его поверхностную диффузию на значитель ое расстояние. Покажем на простом примере, к чему может привести такая диффузия. Если атом М(0) связан с носителем силами физической адсорбции, энергия активации поверхностной диффузии М(0) составляет приблизительно 12 кДж/моль. Принимая нормальное значение нредэкс-поненциального множителя в уравнении диффузии, получим оценочную величину коэффициента диффузии М(0) при 700 К, равную примерно 10 Отсюда следует, что среднеквадратичное расстояние поверхностной диффузии, предположим за 10 мин при 700 К, во много раз больше значения, требуемого для протекания агрегации. [c.253]

Для всех образцов (за исключением пробы № 2) характерно высокое значение показателя растяжимости как при 25, так и при 0°С. Это свойство присуще вязким промышленным битумам. Температура хрупкости выделенных образцов природного битума несколько выше, чем у промышленных (от —7,5 до —17°С против требования ГОСТа не выше —20 С для марки БНД 200/300), что свидетельствует о меньшей стойкости исследуемых материалов против разрушения под воздействием кратковременной нагрузки. Высокая адгезионная способность исследуемых образцов к каменным материалам основной породы (мрамору) объясняется наличием большого числа поверхностно-активных групп, которые образуют в зоне контакта с минеральными материалами основной породы новые химические соединения (хемосорбция), нерастворимые в воде, что способствует устойчивому существованию битумных слоев на поверхности минерального материала в присутствии воды. При объединении исследуемых образцов с кислыми породами (песок) хемосорбци-онных соединений не образуется и прочность их сцепления определяется силами физической адсорбции, которая резко падает в присутствии воды. [c.150]

Таким образом, катализ на поверхности твердого тела должен состоять пз нескольких последовательных стадий. Сначала молекулы реагируюпшх веществ притягиваются к поверхностн молекулярными силами (физическая адсорбция), затем адсорбированные молекулы вступают в более тесное взаимодействие с атомами катализатора (хемосорбция). В результате снижения энергии активации при хемосорбции происходит химическая реакция, причем вновь образованные молекулы удерживаются иа поверхности силами молекулярного притяжения. Последним этапом катализа является десорбция продуктов реакции и диффузия их вглубь реакционного объема. На освободившейся поверхности катализатора весь процесс повторяется заново. [c.240]

Вот второй пример. Легкость удаления моноксида углерода с поверхности металлического родия и колебательные частоты СО на поверхности, которые близки к его частотам в газовой фазе, показывают, что моноксид связан с поверхностью силами физической адсорбции. Однако если покрыть поверхность родия на 50% калием в результате его совместной адсорбции с СО, то моноксид углерода становится хемосорбированным. Спектр EELS показывает, что колебательные частоты СО характерны для мостиковой структуры, а связь углерод-кислород становится двойной. Это способствует гидрированию СО, и в этих условиях происходит образование нужных алканов и алкенов (углеводородов, содержащих одну или несколько двойных связей) с большей молекулярной массой (см. разд. Ш-В). [c.188]

Вторым критерием, используемым для экспериментального установления различий между хемосорбцией и физической адсорбцией, служит скорость протекания процесса. Доказано, что, поскольку физическая адсорбция подобна процессу сжижения газа и поскольку в обоих случаях действуют одни и те же диснерсионные силы, физическая адсорбция, как и процесс сжижения, не требует активации и потому протекает очень быстро. Хемосорбция же, аналогично большинству химических процессов, должна требовать активации. Этот критерий очень полезен для оценки характера процесса, однако, если основываться только на нем одном, то он, как и отдельно взятая теплота адсорбции, может привести к ошибочному выводу. Так, например, хемосорбция водорода и кислорода на чистой поверхности многих металлов протекает как неактивируемый процесс, доказательством чего служит то, что нри температуре жидкого азота он протекает предельно быстро. Кроме того, существует еще одно осложнение, которое может сделать этот критерий несостоятельным. Если скорость адсорбции лимитируется стадией диффузии адсорбата в порах, то физическая адсорбция на пористом твердом веществе, как, например, адсорбция углеводородов на алюмосили-катном катализаторе, может протекать крайне медленно. Такую физическую адсорбцию можно легко принять за активируемую хемосорбцию. [c.21]

Молекулы, удерживаемые на такой поверхности силами физической адсорбции, будут соответственно этому поляризоваться, образуя диполи, направленные отрицательным концом от поверхности. Полярные молекулы, содержащие периферические диполи, например группы —ОН, —NH2 или —СООН, адсорбируются селективно, причем их положительные концы находятся в непосредственном контакте с отрицательными ионами поверхности. Недавно было показано [7], что теплота смачивания чистой твердой поверхности рутила во многих полярных жидкостях полностью обусловлена адсорбцией диполей молекул, находящихся в первом адсорбированном слое. Оценка средней величины электрического поля Ti02 в точке центра диполя дает значение F = 2,72 10 эл. ст. ед. [c.155]

Сорбция хинолина из тока азота, содержащего постоянное по парциальному давлению количество хинолина, была измерена во времени как для силикагеля, так и для активного алюмосиликат-ногр катализатора. Типичные результаты таких измерений показаны на рис. 11. За этими адсорбционными измерениями следовали опыты по десорбции. Хинолин десорбировался путем продувания системы чистым азотом. Хотя физические свойства обоих взятых адсорбентов подобны, существенные различия заключаются в том, что первоначально адсорбированный хинолин десорбируется в пределах ощибки опыта полностью с каталитически неактивного силикагеля и только частично с активного алюмосиликатного катализатора. В случае последнего катализатора только часть сорбированного хинолина удерживается слабыми силами физической адсорбции, а равновесие поддерживается хемосорбцией. Как видно на рис. 11, физически адсорбируемая часть легко может быть введена и удалена, тогда как хемосорбируемая часть в основном не десорбируется. Этот эффект подобен поведению окиси углерода, сорбированной на железном катализаторе [18]. [c.192]

Увеличение адгезионной прочности, согласно адсорбционной теории, достигается изменением химической природы полимера (накоплением полярных групп, уменьшением молекулярной массы, повышением подвижности цепей) и увеличением полярности подложки, например, посредством окисления, гидро-филизации и т. д. Достаточно высокая адгезионная прочность многих полярных пленкообразователей (эпоксидных, алкидных, фенолоальдегидных, шеллака, поливинилацетата, ацеталей поливинилового спирта и др.) является в первую очередь результатом проявления молекулярных сил. Физическая адсорбция на поверхности металлов характерна для большинства пленко- [c.85]

На рис. 1 представлены температурные кривые интенсивности экзо-емиссии (а) и скорости десорбции (б) для окиси алюминия и двуокиси кремния. Отсюда видно, что в интервале температур 20—360° С двум максимумам термостимулированной эмиссии соответствуют два максимума на кривых скорости термодесорбции. Выделяющийся газ полностью вымораживался в жидком азоте и по данным масс-спектрометрического анализа представлял пары воды. По данным Де Бура [8], Пери [91 и др., в интервале температур 20—140° С с поверхности окиси алюминия выделяется вода, удерживаемая силами физической адсорбции, в интервале 200—400° С — хемосорбированная вода. Нами идентифицированы адсорбционно-активные центры и определены энергии активации десорбции для этих двух форм удерживаемой воды. Для расчета энергии использовали уравнение, связывающее положение максимума на кривой термодесорбции со скоростью нагрева образца [б] [c.144]

В настоящей книге вследствие ограниченности места и в целях единства содержания мы занимаемся исключительно теми адсорбционными явлениями, в которых проявляются только силы физической адсорбции. Но кроме этого принципиального сужения содержания нашей книги, мы при исследовании адсорбции на твёрдых телах ограничиваемся в основном физической адсорбцией на непористых адсорбентах, исключая из рассмотрения явления ультрапористости, капиллярной конденсации, играющие большую роль в адсорбции на пористых адсорбентах. [c.14]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология