Адсорбция на границе жидкий раствор—газ

В зависимости от агрегатного состояния смежных фаз, которое придает определенную специфику явлению адсорбции, различают адсорбцию газов на твердых адсорбентах, адсорбцию растворенных веществ на границах твердое тело — жидкость и жидкость — жидкость, а также адсорбцию на границе жидкий раствор — газ. [c.32]

АДСОРБЦИЯ НА ГРАНИЦЕ ЖИДКИЙ РАСТВОР-ГАЗ [c.25]

Представим себе поверхность твердого тела на границе с га-зом. Внутри твердого тела частицы (атомы, ионы или молекулы), образующие его решетку, правильно чередуются в соответствии с кристаллической структурой, причем их взаимодействия уравновешены. Состояние же частиц, находящихся на поверхности, иное—их взаимодействия не уравновешены, и поэтому поверхность твердого тела притягивает молекулы вещества из соседней газовой фазы. В результате концентрация этого вещества на поверхности становится больше, чем в объеме газа, газ адсорбируется поверхностью твердого тела. Таким образом, адсорбция представляет собой концентрирование вещества на поверхности раздела фаз (твердая—жидкая, твердая—газообразная, жидкая газообразная). Вещество, на поверхности которого происходит адсорбция, называется адсорбентом, а поглощаемое из объемной фазы вещество называется адсорбатом. Адсорбция из смесей связана с конкуренцией молекул различных компонентов. Например, при адсорбции из бинарного жидкого раствора увеличение концентрации у поверхности одного компонента (сильнее адсорбирующегося) приводит к уменьшению концентрации другого (слабее адсорбирующегося). [c.436]

Этот вид адсорбции заключается в том, что растворенное в жидкости вещество концентрируется на поверхности жидкого раствора на границе с газом. [c.25]

Глава 3. Адсорбция на границе жидкий раствор-газ [c.31]

Итак, метод измерения дифференциальной емкости позволяет определять п. н. 3., находить зависимость заряда поверхности от потенциала, а также рассчитывать величины адсорбции органического вещества и специфической адсорбции ионов в растворах с постоянной ионной силой. Метод применим как к жидким, так и к твердым электродам и является чрезвычайно чувствительным к любым изменениям в строении двойного электрического слоя. Последнее обстоятельство предъявляет очень высокие требования к чистоте исследуемых этим методом металлов и растворов. Существенным препятствием для использования метода измерения емкости является возможность протекания электрохимических реакций на границе электрод — раствор. [c.60]

Как следует из вышеизложенного, метод измерения дифференциальной емкости применим к жидким и твердым идеально поляризуемым электродам, от метод позволяет определить п. н. з. электродов, получить зависимость плотности заряда электрода, а также пограничного натяжения (или понижения пограничного натяжения) от потенциала. С его помощью можно рассчитать адсорбцию органических молекул и поверхностно-активных ионов, а также скачки потенциала в двойном электрическом слое. Вследствие высокой чувствительности метода к изменению строения и свойств межфазной границы электрод/ раствор необходима высокая тщательность проведения эксперимента. [c.179]

Таким образом, хотя термодинамика не может указать истинную эффективную толщину поверхностного слоя, она позволяет определить нижнюю границу возможных значений толщины. Применение неравенств (49) и (50) к экспериментальным данным о поверхностном натяжении и адсорбции показывает, что минимальная возможная толщина может оказаться весьма малой (меньше молекулярных размеров) и в таком случае эти неравенства мало информативны, но в других случаях минимальная возможная толщина оказывается заметной и даже значительной. В частности, этим методом было установлено сильное возрастание толщины поверхностного слоя на границе жидкость—газ при приближении к критической точке расслаивания жидкого раствора [41, 44]. [c.29]

При рассмотрении адсорбции из растворов на твердом адсорбенте, так же как при исследовании адсорбции на границе раздела жидкий раствор-газ , необходимо учитывать все межмолекулярные взаимодействия в растворе между молекулами растворителя, между растворенным веществом и растворителем, между растворенными веп ствами. В то же время необходимо учитывать сложное строение поверхности твердого тела, его силовое поле, что, как вы понимаете, не так-то просто. [c.61]

Ароматическое кольцо п-хлоранилина ориентировано на границе раздела фаз своей плоскостью параллельно углеродной поверхности, так как при этом наибольшее число атомов молекулы адсорбата находится на самом близком расстоянии от поверхности атомов углерода, что отвечает условию максимальной интенсивности дисперсионного взаимодействия однако группа ОН или по крайней мере протон этой группы оттянута от плоскости в глубь жидкой фазы вследствие сохранения Н-связи с ближайшими молекулами воды. Такая ориентация молекулы п-хлоранилина на углеродной поверхности при адсорбции из водного раствора соответствует величине вандерваальсовской площади проекции молекулы, равной 50 (см. рис. 5). [c.86]

В. А. Авраменко и др. вызывает у меня некоторые сомнения. Рассматривается система адсорбент—раствор. Следовательно, для /-компонентного раствора система (/- -1)-компонентна (адсорбент — это лишний компонент системы). Почему же при исследовании уравнения (7) адсорбент исчезает Другими словами, при адсорбции, например, бинарного жидкого раствора на границе с его насыщенным паром утверждение, что для чистого /-го компонента конечно, справедливо. Но будет ли это справедливо и при адсорбции той же жидкости на твердом адсорбенте [c.80]

В работе [31] рассмотрена многослойная решеточная модель двойного раствора мономер — симметричный димер вблизи плоской границы раздела фаз. С учетом направленного характера межмолекулярных взаимодействий выведены соотношения для расчета изотерм и политерм повер остного натяжения, адсорбции и состава поверхностного слоя жидких растворов. Для систем бензол—дифенилметан и хлорбензол — дифенилметан расхождения в теоретических и экспериментальных значениях поверхностного натяжения не превышали 1% [32]. [c.60]

Виды адсорбции. Адсорбционные явления удобнее классифицировать по агрегатному состоянию двух соприкасающихся фаз, на границе которых происходит изменение концентрации одного из компонентов, частицы (молекулы, ионы, мицеллы) которого подвижны. В качестве адсорбента при этом может быть или жидкая, или твердая фаза, а в качестве адсорбтива—или газовая фаза, или фаза из чистой жидкости, или, наконец, фаза из жидкого раствора. Исходя из этого, можно привести пять адсорбционных систем [c.77]

Применение электрокапиллярных кривых для изучения адсорбции основано на том, что адсорбирующиеся на поверхности жидкого металла (обычно ртути или амальгамы) поверхностно-активные ионы и молекулы понижают поверхностное натяжение на границе металл — раствор (а). Кроме снижения абсолютной величины а, при адсорбции происходит смещение максимума кривой поверхностное натяжение — потенциал границы фаз при адсорбции анионов — в область отрицательных потенциалов, при адсорбции катионов — в область положительных потенциалов. При адсорбции поверхностно-активных молекул, особенно органических, также происходит [c.86]

В качестве примера рассмотрим адсорбцию из бинарного жидкого раствора на границе с воздухом или любой другой смесью малорастворимых газов, не реагирующих с раствором. Если предположить для простоты, что эта газовая смесь является одним из компонентов (будем считать ее вторым компонентом) тройной системы, то для описания состояния системы при изотермо-изобарических условиях могут быть применены уравнения (VI.22) — (VI.24). Ввиду малой растворимости газов в жидких растворах при небольших давлениях задание величин и х " будет практически определять составы поверхностного слоя и жидкой фазы, а процесс адсорбции из раствора будет описываться уравнением (VI.22), которое для данного конкретного случая может быть значительно упрощено. При малом содержании газов в растворе и поверхностном слое величины и Хг очень малы, а и очень велики. Учитывая это, можно записать для величин, входящих в (VI.22), приближенные соотношения [c.150]

Ранее указывалось (гл. VII, 78), что при погружении металлической пластинки в раствор соли того же металла, на границе металл—раствор возникает двойной электрический слой, имеющий диффузное строение. Подобное же явление наблюдается на границе любой твердой поверхности с раствором или чистой водой. Например, если погрузить глиняную пластинку в чистую воду, то вследствие адсорбции ионов ОН—, содержащихся в воде, поверхность глины зарядится отрицательно в слое жидкости, прилегающей к пластинке, диффузно расположатся свободные ионы Н-ь, и жидкость приобретет положительный заряд. В возникшем двойном электрическом слое через некоторое время установится равновесие. В суспензиях и коллоидных растворах носителями двойного электрического слоя являются свободно передвигающиеся в жидкой дисперсионной среде твердые частицы. [c.310]

В простейшем случае предельной адсорбции образуется насыщенный адсорбционный мономолекулярный слой, в котором молекулы на границе между раствором (или газом) и адсорбентом (жидким или твердым) плотно расположены одна рядом с другой. [c.26]

На рис. 2 приведены опытные и вычисленные с помощью найденных из рис. 1 значений к изотермы адсорбции цеолитом NaX тетрагидрофурана, фурана и тиофена из растворов в циклогексане. Вычисленные и экспериментальные изотермы практически совпадают. Таким образом, уравнение изотермы молекулярной адсорбции на границе жидкость—газ [4, 5] и жидкость—твердое тело [6] удовлетворительно описывает адсорбцию из исследованных бинарных жидких растворов, при постоянном значении к цеолитами [c.130]

С помощью изотерм двумерного давления можно охарактеризовать поверхностную активность органических соединений и на границе электрод/раствор. При этом величина Лст равна изменению обратимой поверхностной работы (для жидких металлов пограничного натяжения), которое вызывает адсорбция органического вещества при заданном электрическом состоянии исследуемой границы раздела, т. е, при фиксированном значении заряда электрода ( 7 = onst) или его потенциала ( = onst). [c.41]

В этом разделе рассматривается влияние адсорбированного на подвижной границе электрод/раствор ПАОВ на конвекцию этой границы в условиях, когда возникновение тангенциальных движений не связано с адсорбцией ПАОВ. Причиной таких тангенциальных движений поверхности жидкого электрода может быть неравномерность поляризации и неравномерность подачи восстанавливающегося вещества (тангенциальные движения первого рода). Кроме того, тангенциальные движения поверхности ртути могут быть связаны с самим процессом вытекания ртути из капилляра при больших скоростях течения струя ртути сначала движется вертикально до дна капли, а затем, растекаясь в стороны, образует симметричные завихрения (тангенциальные движения второго рода). [c.143]

Уменьшение транспорта вещества из объема раствора к поверхности электрода наблюдается и при торможении движений первого рода адсорбированным ПАОВ. Однако механизм их действия, по-видимому, сложнее. Помимо эффекта торможения, вызванного переносом ПАОВ вдоль поверхности, должен иметь место эффект снижения скорости движений из-за выравнивания вследствие адсорбции величин поверхностного натяжения в разных точках капельного электрода, имеющих разные значения потенциала, что вызвано различием в величинах токов. Эти различия в плотности тока на разных участках капли вызываются как неодинаковой радиальной скоростью движения разных участков поверхности капельного электрода, так и экранировкой верхней части капли срезом капилляра. Неоднородность в распределении тока вдоль поверхности электрода является причиной падения потенциала вдоль границы электрод/раствор и, следовательно, в отсутствие адсорбции ПАОВ вызывает появление значительных градиентов поверхностного натяжения и, как следствие, движений поверхности жидкого электрода первого рода. [c.146]

Рассмотрим вначале качественно адсорбцию на границе раздела жидкого раствора (например, раствора этилового спирта в воде) с равновесной газовой фазой. В момент образования границы раздела составы поверхностного слоя и объемной фазы идентичны ( = 0) и значение а на границе раздела отвечает этому составу (при данной Т). После перемешивания можно ожидать, что молекулы спирта начнут переходить из объемной фазы в поверхностный слой, снижая а, поскольку они менее полярны, чем молекулы воды. Этот процесс пойдет самопроизвольно в сторону уменьшения а до тех пор, пока не скомпенсируется встречным [c.79]

Рассмотрим вначале качественно адсорбцию на границе раздела жидкого раствора (например, раствора этилового спирта в воде) с равновесной газовой фазой. В момент образования границы раздела составы поверхностного слоя и объемной фазы идентичны (п =0), и значение о на границе раздела сразу после перемешивания отвечает этому составу (при данной Т). Далее, можно ожидать, что молекулы спирта начнут переходить из объемной фазы в поверхностный слой, снижая а, поскольку они менее полярны, чем молекулы воды. Этот процесс пойдет самопроизвольно в сторону уменьшения а до тех пор, пока не скомпенсируется встречным процессом диффузии (обусловленным разностью концентраций компонента в поверхностном слое и объеме фазы). Равновесие должно соответствовать минимуму энергии Гиббса всей системы в целом. Условием равновесия будет равенство вариаций поверхностной энергии и осмотической работы. [c.79]

Основные виды адсорбции по энергетике взаимодействия были уже рассмотрены выше (гл. 5), но адсорбент-катализатор нас интересовал лишь с точки зрения снижения энергии активации реакций, идущих в газовой среде. Здесь мы рассмотрим механизм адсорбции на границе раздела фаз. Значительная неуравновешенность частиц, образующих поверхность раздела, создает свободную энергию поверхности, которая распределена неравномерно, особенно на границе раздела газ (или жидкий раствор) —твердое тело, так как граница раздела со стороны газа или жидкой фазы в силу своей подвижности в большей степени подвержена релаксаци.ч. На границе раздела твердой фазы наряду с участками высокой активности наблюдаются участки малой активности. Так, например, наиболее активные участки металлических поверхностей — скопления вакансий, выходы краевых или винтовых дислокаций, наличие примесных атомов и ступеней, образующихся на кристаллической поверхности (см. гл. 4). Нарушения кристаллической структуры особенно характерны для тонкораздробленных кристаллов, обладающих высокой активностью. Такого типа кристаллы и используются в качестве катализатора после осаждения их на какой-нибудь инертной подложке. Образование на поверхности кристаллов центров различен активости схематически показано на рис. 117. [c.216]

Цель работы. 1. Наблюдать адсорбцию на границе жидкой и твердой фаз. 2. Построить изотерму адсорбции. 3. Найти значения а и и в уравнении Фрейндлиха. Принадлежности для работы. Шесть колб на 250 мл с кор новыми пробками шесть конических колб на 150 мл пи петка на 50 мл пипетка йа 25 мл пипетка на 10 мл пи петка на 5 мл бюретка на 50 мл с делениями в 0,1 мл шесть воронок для фильтрования фильтровальная бумага животный уголь растворы 2 н. СН3СООН 0,1 н. NaOH, фенолфталеина (индикатор). [c.129]

В вакууме любое вещество в виде пара в той или иной степени поверхностно-активно по отношению к поверхностям практически нелетучих жидкостей или твердых тел, т. е. адсорбируется на этих поверхностях. В случае же смеси газов (паров) или жидких растворов при адсорбции (в простейшем случае) из двухкомпонентной системы поверхностно-активным по отношению к данной границе раздела фаз будет один из компонентов (он будет образо- [c.10]

Индивидуальные различия в адсорбции между разноимённо заряжён-1ЫМИ ионами оказывают, как мы уже видели, большое влияние на качок потенциала на границе двух фаз. Выше было указано, что имическое равновесие может резко смещаться у поверхности, причём [е будет преувеличением утверждать, что избирательная адсорбция 1азличных компонентов раствора способна регулировать самые разно- бразные процессы в природе, так как способность влиять на юнцентрацию компонентов означает также способность влиять на корость химических реакций. У жидких поверхностей эта способность 1е вполне развита, но в гл. VII мы познакомимся со случаями, когда юверхность не только в огромной степени изменяет ход химических )еакций, но и вызывает их. [c.189]

Приведенные экспериментальные данные, устанавливающие зависимость адсорбционного эффекта пластифицирования металлов от состава внешней активной среды, не только подтверждают чисто адсорбционную природу эффекта, но и показывают, что влияние поверхностно-активных веществ характеризуется закономерностями, свойственными процессу адсорбции на жидких поверхностях раздела. В работах А. Б. Таубмапа было показано [30, 31], что при адсорбции из углеводородных растворов на границе с водой поверхностная активность органических молекул определяется главным образом, работой выталкивания из раствора на поверхность раздела их полярных групп при очень слабом влиянии длины углеводородных цепей, сольватирующихся растворителем. Эти измерения проводились с высшими гомологами поверхностно-активных веществ, не растворимыми в воде, вследствие чего исключалось распре- [c.55]

Эти эффекты возникают вследствие того, что по своей природе поверхность вызывает нарушение непрерывности многих измеряемых свойств системы. В то время как молекула или ион в жидкой или твердой фазе подвергаются совокупности в среднем сферически симметричных воздействий со стороны других веществ, в случае нахождения их на поверхности этого уже не происходит. Такое изменение является следствием поверхностноэнергетических эффектов на любой границе раздела. Вот почему в суспензиях кристаллов, содержащихся в насыщенных растворах, небольшие кристаллы постепенно растворяются, а крупные растут за их счет. Важна также топография поверхности — в отношении смачивания ее растворителем, адсорбции веществ из раствора (включая химическое взаимодействие), предоставления активных мест для химических реакций. Кроме ионных и ковалентных связей, часть адсорбционных эффектов на твердых поверхностях может быть обусловлена силами Ван-дер-Ваальса, которые являются результатом взаимодействия наведенных диполей крупных молекул, если последние расположены рядом. [c.153]

В такой общей форме это утверждение является неточным. Правильнее сказать (если речь идет о водных растворах), что вещества, обладающие заметно выраженной поверхностной активностью на жидких поверхностях раздела, обычно являются активными и на твердых поверхностях. Но обратное не всегда имеет место. Это объясняется тем, что адсорбция из водных растворов на границе жидкость — газ и жидкость — жидкость определяется преимущественно величиной гидрофобной части поверхностиоакпшных молекул, при адсорбции же на поверхности твердых тел играют роль как углеводородные иери, так и полярные группы. Поэтому на твердых поверхностях [c.9]

Позже уравнение(III.57) было выведено статистически Фау- лером и Гугенгеймом [66] для локализованной адсорбции частиц из газовой фазы. В связи с этим использование уравнения (II 1.57) при рассмотрении нелокализованной адсорбции ионов и молекул на границе жидкий металл (ртуть) — раствор встречало возраже- ния [42]. Однако возражения эти являются несостоятельными, так как понижение пограничного натяжения адсорбированным слоем Ц следует трактовать как двумерный аналог осмотического давления концентрированных растворов, а не как аналог сжатого газа [65]. йИначе говоря, в случае адсорбции из растворов, когда молекулы [ сорбата замеш,ают в поверхностном слое молекулы раствори-Вля, условие локализованной адсорбции не является обязатель-llJ M для выполнения уравнения Лэнгмюра(III.53) или уравнения р РрУмкина (III.57). В этих условиях уравнение(III.57) может [c.77]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология