Сорбционные явления Сорбция и адсорбция

Научные исследования в области явлений сорбции начались с конца XIX в. В 1876 г. Ж- Гиббс установил математическую зависимость между поверхностной концентрацией и поверхностным натяжением, в 90-х годах были начаты работы по исследованию свойств поверхностных пленок. Глубокое изучение сорбционных явлений, классификация их и создание научных теорий относится к нашему веку. В эту область многие исследователи внесли ценнейший вклад. В 1903 г. М. С. Цвет [9] открыл избирательную и фракционную адсорбцию твердыми адсорбентами из растворов, положив начало хроматографическому анализу. С 1910 г. появляется ряд работ А. А. Титова по изучению равновесий при адсорбции газов активированными углями [10]. [c.92]

Поверхностная сорбция — адсорбция — одно из важнейших сорбционных явлений. Наибольшее практическое значение имеет адсорбция на поверхности твердых тел. [c.209]

Кинетическая или неравновесная теория элютивной хроматографии была развита, с одной стороны, на основе приближенного метода послойного расчета [15, 16], с другой — путем более строгого учета скорости установления сорбционного равновесия [17—21]. В первом случав хроматографический процесс рассматривался как сочетание процесса переноса вещества из одного слоя колонки в другой без явления сорбции—десорбции и следующего за ним сорбционного процесса в отсутствие переноса раствора вдоль колонки. Для расчета перераспределения вещества на каждой ступени в колонки использовались уравнения изотермы адсорбции, ионного обмена или закон распределения вещества [c.77]

Влияние температуры на сорбцию из водных растворов далеко не однозначно. Дело в том, что при сорбции на микропористых сорбентах веществ, размеры молекул которых близки к эффективным размерам пор, проникновение этих молекул в поры зависит от их кинетической энергии. При достаточной энергии (температуре) молекулы сорбата проникают в окна пор и сорбируются в противном случае происходит лишь незначительное поглощение на поверхности мезо- и макропор. Иными словами, сорбционная емкость повышается с ростом температуры это явление получило название активированной адсорбции [72]. В то же время физическая сорбция, как любой экзотермический процесс, в целом ухудшается с ростом температуры. Поэтому суммарное внешне фиксируемое проявление этих двух явлений (активированной и физической адсорбции) мо- [c.73]

Проблема сорбции газов и паров поверхностью твердого тела имеет важнейшее значение для вакуумной техники, с одной стороны , из-за необходимости удаления газов и паров, находящихся на поверхности стенок вакуумных аппаратов с другой стороны, вследствие применения этого явления для откачки газов сорбционно-ионными насосами и различными геттерами. Термин сорбция объединяет понятие адсорбция — поглощение газа или пара поверхностью тела с образованием пленки толщиной порядка нескольких молекул — и абсорбция ,, или окклюзия, — проникновение газа в глубь твердого тела. Во многих случаях эти два процесса существуют совместно. Способность твердых веществ к поглощению газов и паров различна для разных веществ (табл. 9 и 10). Наибольшая способность к поглощению проявляется у пористых тел, так как они обладают большей удельной поверхностью. Под удельной поверхностью понимается величина поверхности единицы массы адсорбента. [c.30]

Изучение закономерностей адсорбции и соосаждения радиоактивных изотопов с осадками имеет большое практическое значение, связанное с использованием этих явлений для исследования состояния вещества в ультрамалых концентрациях, получения радиохимически чистых веществ, концентрирования и выделения радиоактивных изотопов без носителя. Знание закономерностей сорбции радиоактивных изотопов позволило создать ряд эффективных сорбционных методов их разделения (дробная кристаллизация, соосаждение с изотопным носителем и т. д.). [c.98]

Прп пропускании газа или жидкости через мелкораздробленный нерастворимый материал последний частично поглощает газ или жидкость. Количество поглощенного вещества зависит от свойств поглотителя, поглощаемого вещества и от внешних условий температуры, давления, концентрации. Это явление называется сорбцией, а поглощающий материал — сорбентом. Сорбцию, происходящую на поверхности сорбента, называют адсорбцией. Вещества могут сорбироваться в виде молекул или ионов и образовывать с сорбентом сорбционные соединения различной прочности. При изменении внешних условий (например, температуры), под влиянием растворителей, при действии химических реагентов может произойти обратный процесс — десорбция, при котором сорбированные вещества снова переходят в раствор или в газовую фазу. [c.427]

Процесс оводнения неэластичных гелей интересен тем, что он сопровождается своеобразным явлением, получившим название гистерезиса оводнения и обезвоживания. Гистерезис в широком смысле означает О, По явление, состоящее в задержке (отставании) какого-либо процесса по сравнению с другим, обратным ему, процессом. Графически гистерезис выражается несовпадением кривых, прямого и обратного процессов. Существо гистерезиса заключается или в необратимых изменениях, происходящих в системе во время прямого процесса, или же, чаще всего, в весьма большой длительности срока установления в системе равновесного состояния, т. е. во влиянии фактора времени. Больше всего явление гистерезиса свойственно коллоидным системам, в частности растворам высокомолекулярных соединений, для которых особенно большую роль играет фактор времени. Кстати, с этим явлением мы уже встречались, например в так называемом сорбционном гистерезисе, который заключается в задержке поглощенного при абсорбции или адсорбции вещества в случае обратного процесса—десорбции (десорбция идет гораздо медленнее, чем сорбция). [c.190]

В принципе наличие гистерезиса между прямым и обратным сорбционными процессами свидетельствует об изменении состояния системы. Вообще изменение структуры целлюлозы как гидрофильного полимера в процессе сорбции паров воды вполне закономерно и обусловлено неравновесным состоянием ее. Любые воздействия на полимер, приводящие. к повышению подвижности его молекулярных цепей (сегментов), должны способствовать переводу структуры полимера в более равновесное состояние. Наиболее строго положение о стабильности структуры сорбента соблюдается при поверхностной адсорбции инертных газов, если не учитывать явлений капиллярной конденсации. Понятно, что чем больше структура полимера соответствует равновесному состоянию, тем меньшие изменения должны происходить при сорбции. [c.66]

Хроматография — это процесс разделения смесей веществ, основанный на их различной сорбционной сиособности. Сорбцией называется явление концентрирования веществ в одной из смежных фаз. Можно дать примеры самого различного сочетания фаз Если смежными фазами являются газ и твердое тело или жидкость и твердое тело, то происходит концентрирование вещества на поверхности твердой фазы, происходит поглощение вещества твердой фазой. Такой процесс называется алсорбиией. Если смежными фазами являются газ и жидкость и газ поглощается жидкостью, то такой процесс называется ябсорбпи й Адсорбция подразделяется на физическую, которая обуславливается сила.ми притяжения, и химическую, которая происходит за счет валентно-химического взаимодействия. Существует аналогичное подразделение процессов абсорбции. [c.14]

Гаэохроматографическая колонка заполнена сорбентом, представляющим собой твердый носитель, на который нанесена жидкая неподвижная фаза. Суммарный процесс распределения разделяемого вещества (сорбата) между газовой фазой и сорбентом представляет собой сумму, по меньшей мере, трех элементарных сорбционных процессов распределение газ —жидкость, адсорбция на поверхностях раздела жидкость — газ и твердый носитель — жидкость. В капиллярной хроматографии в процессе сорбции участвует поверхность раздела стенки капиллярной колонки — жидкость. Следовательно, при газохроматографическом разделении и при оценке избирательности колонки необходимо учитывать для реальной системы все сорбдион-йые процессы. В первой главе мы ограничимся обсуждением только одного, основного процесса — распределение жидкость— газ. Все остальные сорбционные явления в газохроматографической колонке будут рассмотрены в гл. 3. [c.11]

С точки зрения пространственного распределения сорбируемых веществ можно указать на два типа сорбции адсорбцию и абсорбцию. Адсорбция — сорбционный процесс, при котором сорбируемые вещества концентрируются только на границе раздела (поверхности) фаз. Абсорбция — сорбционный процесс, при котором сорбируемые вещества распределяются в объеме взаимодействующих фаз. Явления адсорбции происходят, как правило, при участии в сорбционном процессе твердых фаз. Препятствием для распространения сорбционного процесса на объем всей твердой фазы являются стерические, геометрические условия, мешающие диффузионному проникновению сорбируемого вещества внутрь твердой фазы [17]. Однако нужно иметь в виду, что даже в случае абсорбции не всегда происходит равномерное распределение сорбируемого вещества в объеме фаз гетерогенной системы. В силу повышенной сорбционной активности пограничных слоев фаз сор-бируе>ше вещества могут в большей степени концентрироваться на границе раздела фаз. В некоторых случаях вблизи границы раздела фаз образуются диффузионные слои с постепенно меняющейся в глубь фаз концентрацией сорбируемых веществ. [c.7]

Совместное получение данных по ста1диям адсорбции — десорбции в одном опыте позволяет выявить природу сорбционного процесса. В частности, на рис. 5.3 п<риведены данные по сорбции н. пентадекана, указывающие на физическую природу этого явления, не осложненного хемсорбцией, и обратимость процесса. Об этом свидетельствует совпадение адсорбционной и десорбционной ветвей изотермы. [c.104]

Изучение адсорбции, например, на глинах, обладающих большой поверхностью, усложняется многими факторами, которые сильно сказываются на величинах сорбционной емкости. К ним следует отнести способность некоторых глинистых минералов увеличивать параметр вдоль оси С, т. е. изменять структуру в процессе сорбции эффект ультрапористости у структур, состоящих из высокодисперсных глинистых частичек, который ограничивает проникновение вещества с молекулами, превышающими размеры тонких пор, к участкам внутренней поверхности насыщение глин разными обменными ионами, вследствие чего они обладают неодинаковыми адсорбционными свойствами влияние кислотной обработки, термического воздействия, электродиализа, диспергирования и др. Поэтому, прежде чем изучать явление адсорбции на глинах, необходимо подробно исследовать структуру данного материала адсорбционными методами, что позволит учесть структурные и кристаллохимические особенности дисперсного минерала и исключить те случайные помехи , которые встречаются в процессе сорбции. [c.123]

Следует обратить внимание на возникновение грубых погрешностей, вызываемых химическими, сорбционными и гидродинамическими факторами. Так, возможны химические резкц[ги, например спиртов с полиэфирными неподвижными фазами (переэтерификация), следует учитывать возможность химических превращений примесей аминов, жирных кислот и др. Адсорбция полярных сорбатов на активных центрах твердого носителя может привести к отсутствию на хроматограмме пиков соответствующих примесей, имеющихся в пробе. Различные ложные пики могут быть обусловлены выделением летучих соединений из резиновых мембран дозаторов (при программировании температуры), наличием примесей в газе-носителе (отрицательные пики вакансий), изменением гидравлического сопротивления при переключении потоков, изменением давления при сорбции и десорбции в колонке больших количеств матричного компонента и др. [15]. С целью устранения этих нежелательных явлений используют кондиционирование колонок и дозаторов при соответствующих температурах, промывку водой, [c.242]

Значение равновесной влажности зависит от температуры и влажности воздуха, а также от способа достижения равновесия лри сорбции равновесная влажность меньше, чем при десорбции. 51вление несовпадения кривых сорбции и десорбции носит название сорбционного гистерезиса. Для капиллярнопористых тел явление гистерезиса можно объяснить изменением смачиваемости стенок капилляров вследствие адсорбции сушильного агента в процессе увлажнения и запаздывания образования менисков жидкости в сквозных порах и капиллярах. [c.16]

Методом наименьших квадратов была рассчитана Г, которая оказалась равной 0,50. Это может быть истолковано следующим образом при соосаждении стронция с гидроокисью железа из растворов их хлоридов при pH12 молярное отношение стронция к железу в образующемся сорбционном соединении в области насыщения стремится к 1 2 [6]. При относительно низких Ср наблюдается отклонение опытных данных от экстраполированной прямой, что вообще является нередким фактом при описании эксперимента с помощью изотермы Ленгмюра [7 8]. Общепринято объяснять подобные отклонения некоторой неоднородностью сорбента, которая проявляется в начальной стадии сорбции. С учетом этого обстоятельства пока-запо, что изотерма Фрейндлиха может быть получена из соотношения Ленгмюра [9, стр. 154 10]. В то же время подчинение результатов опытов изотерме Ленгмюра еще не является доказательством явления адсорбции в специальном значении этого слова, так как закон действующих масс в некоторых выражениях аналогичен этой изотерме [11]. [c.41]

Полагая наиболее перспективной из пористых стекол — молекулярных сит область средних и крупных размеров пор и разделяемых молекул и стремясь к увеличению сорбционной емкости получаемых сорбентов, мы исследовали образец 10/30-Э, полученный из аналогично закаленного стекла Ка-10/30. Изотерма адсорбции бензола на этом образце (см. рис. 3) несколько круче изотермы адсорбции п. гексана, как и в случае свободно доступной поверхности ищратировапного кремнезема [13], Судя по величине сорбции при р/ра = 0,4, предельные сорбируемые объемы н.гексана, бензола и циклогексана близки. Однако при малых р/рз адсорбция циклогексана уступает не только адсорбции бензола, но и гексана, и наблюдается сильное падение скорости сорбции циклогексана по сравнению с бензолом и гексаном. Наконец, изотерма адсорбции метилциклогексана обнаруживает явное падение величины доступного пространства пор. Эти явления вызваны молекулярно-ситовыми препятствиями к проникновению молекул циклогексана и метилциклогексана в близкие к ним по размерам входные окна пор образца 10/30-Э. [c.77]

Работы посвящены изучению сорбционных процессов. Исследовал (с 1921) сорбцию газов, паров и растворенных в-в тв. пористыми телами. Разработал методы получения высокоэффективных препаратов активированного угля и открыл на них явления обращения адсорбционных рядов. Установил (1929—1930) образование кислых поверхностных оксидов при сорбции на углях. Выяснил механизм сорбции газообразных в-в на ТВ. поглотителях и его зависимость от структуры и пористости последних. Изучил пористые структуры адсорбентов, развил представления о разновидностях пор (микропоры, переходные поры и макропоры), разработал методы определения их параметров (1930—1946). Исследовал (1936— 1937) поглощение паров и газов из воздуха, проходящего через слой зернистого поглотителя, роль ультрапористости адсорбента в процессе поглощения паров в-в с неодинаковыми размерами молекул. В 1936 завершил серию работ по динамической сорбции паров и газов, в результате которой создал общую теорию динамики сорбции, вывел ур-ние определения времени динамической работы слоя угля по компонентам сорбируемой смеси, развил методы расчета динамической активности сорбентов. Создал классификацию структурных типов поглотителей. Развил теорию объемного заполнения пор, позволяющую определять изотермы адсорбции различных газов. Установил связь между видом характеристической кривой и пористостью углей, что затем было им перенесено на изучение адсорбции на цеолитах. Разработал методы получения адсорбентов с заданными параметрами пористости. [c.154]