Измерение теплот смачивания

Работа 46 (УИРС). Измерение теплот смачивания порошка в воде и в неводном растворителе калориметрическим методом [c.177]

Рис. 19.2. Калориметр для измерения теплот смачивания

В отличие от ряда минеральных сорбентов, торфу присуща высокая подвижность скелета надмолекулярных структур. Так, в опытах по сорбции воды на торфе в интервале температуры от 20 до 45 °С получено, что объем мономолекулярно связанной воды при 25°С и ф 0,25 увеличивается в 1,2—1,5 раза [211]. В результате рассчитанные значения дифференциальной изостерической теплоты сорбции оказываются меньше теплоты конденсации паров воды. В то же время непосредственно измеренная теплота смачивания торфа водой всегда выше [c.65]

Большим недостатком обычных измерений теплоты смачивания является то, что этот параметр относят к единице массы твердых адсорбентов, тогда как следовало бы относить его к единице поверхности. Чтобы получить сравнимые величины ну- жно знать степень дисперсности и удельную поверхность (для исключения влияния величины удельной поверхности). Ребиндером был предложен коэффициент р, дающий термическую характеристику гидрофильности поверхности твердого тела. Коэффициент р является отношением значений теплоты смачивания одного и того же твердого вещества в воде С 1 и в углеводороде Сг [c.147]

Измерение теплот смачивания имеет поэтому большое значение в различных отраслях промышленности. [c.148]

Преимущество метода измерения теплот смачивания помимо егб строгой термодинамической обоснованности состоит еще в том, что [c.114]

Установленная связь между адсорбцией и смачиванием делает измерение теплот смачивания твердых тел жидкостями одним из наиболее плодотворных способов изучения взаимодействия иа границе раздела твердое тело — пар. На первый взгляд это кажется парадоксальным, однако прямые калориметрические измерения Qx (интегральных теплот смачивания) методически проще и надежнее, чем измерения Qa, они применимы даже тогда, когда измерения Qa затруднены и позволяют исследовать энергетическую неоднородность твердых поверхностей, их среднюю полярность, закономерности адсорбции из растворов и т. д. Современные калориметры, снабженные термисторами, позволяют измерять Qx с точностью до 0,04 Дж. Изучая смачивание чистого твердого тела и образцов, на которых предварительно адсорбировано вещество, можно построить кривые зависимости Qx от степени заполнения поверхности. Обычно значения Qx положительны и по мере заполнения поверхности уменьшаются, поскольку вначале смачиваются наиболее активные участки. Анализ этих кривых позволяет найти количественное распределение активных центров по энергиям. [c.114]

Установленная связь между адсорбцией и смачиванием делает измерение теплот смачивания твердых тел жидкостями одним из наиболее плодотворных способов изучения взаимодействия на границе раздела твердое тело — пар. На первый взгляд [c.125]

Вполне очевидно, что если проводить исследования с микропористыми типами кремнезема, имеющими поры разных размеров, то о природе таких поверхностей на основании измерений теплот смачивания сказать можно очень немногое. При проведении подобных экспериментов необходимо рассматривать только типы кремнезема, не содержащие микропор. [c.892]

Тэйлор и другие [115] разработали дифференциальный калориметр для измерения теплот смачивания твердых веществ. Для проведения экспериментов в воде и бензоле были использованы типы пирогенного кремнезема (аэросилы) с надежно определенными характеристиками. [c.894]

Вполне естественно, что удельная поверхность всех трех образцов силикагеля, рассчитанная на основе сорбционных измерений по уравнению БЭТ [274, 275] (начальный участок изотерм лучше всего описывается этим уравнением), уменьшалась от опыта к опыту в том же направлении. Результаты измерения теплот смачивания образцов силикагеля также находятся в соответствии с данными сорбционных измерений [408]. [c.182]

Важной экспериментально измеряемой величиной является теплота адсорбции. Непосредственно теплоту, выделяющуюся при приведении паров адсорбата в контакт с образцом, можно измерить с помощью калориметра, описанного Биби и др. [28]. Другой метод определения теплоты адсорбции предусматривает измерение теплоты смачивания в жидком адсорбате адсорбента, содержащего различные количества предварительно адсорбированного пара. Разность между теплотами смачивания при различных степенях заполнения поверхности непосредственно связана с интегральной теплотой адсорбции (см. гл. VII, разд. VII-ЗБ). Пример современного калориметра дан на рис. XIV-6 [29] (см. также [30]). В качестве чувствительного датчика температуры можно использовать кварцевый пьезоэлемент [31]. Наконец, адсорбцию из газовой фазы, как и адсорбцию из растворов, можно измерять хроматографическим методом [16]. [c.450]

Во-первых, так как значения /г считаются уже известными, то необходимо лишь одиночное измерение теплоты смачивания, тогда как при адсорбции газов для изотермы адсорбции необходимо получить несколько точек, причем каждая точка должна быть тщательно рассчитана. В случае измерения теплот смачивания учитывается поправка на охлаждение, если только не используется адиабатический калориметр, который обычно бывает сложным по конструкции и по управлению. [c.341]

В общем из смачивающей жидкости должны быть удалены следы всех примесей, дающих высокие значения Так как изменение свободной энергии процесса протекает параллельно соответствующему изменению энтальпии, жидкость, характеризующаяся высокими значениями /г, будет адсорбироваться сильнее, и поэтому измеренная теплота смачивания будет слишком высокой. Например, для двуокиси титана значения Л равны 530 эрг-см.- в воде и 110—134 эрг в бензоле (см. табл. 59) поэтому преимущественная адсорбция воды из влажного бензола приводила бы к весьма повышенной теплоте смачивания по сравнению с значением в сухом бензоле. Согласно данным Гаркинса [22], небольшое содержание воды в бензоле (до 0,01%) приводит почти к удвоенному значению теплоты смачивания двуокиси титана бензолом. [c.343]

Вообще следует заметить, что адсорбционная калориметрия при экстремально низких температурах может дать весьма богатую информацию не только о емкости монослоя, но и об энергетической неоднородности поверхности в чистом виде [1], о характере и природе взаимодействия с адсорбентом и т. д. Наконец, из данных по дифференциальным теплотам адсорбции путем графического интегрирования можно определить теплоту исчезновения адсорбционной пленки и отсюда — удельную поверхность адсорбента [3]. Этого можно достигнуть и непосредственным измерением теплоты смачивания пористого адсорбента с предадсорбированной смачивающей жидкостью [4], [c.141]

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕПЛОТ СМАЧИВАНИЯ [c.387]

При конструировании калориметра для измерения теплот смачивания необходимо учитывать следующие обстоятельства [c.387]

Р и с. 178. Калориметр для измерения теплот смачивания. [c.390]

Р и с. 179. Двойной калориметр для измерения теплот смачивания [93]. [c.391]

Мне представляется, что пора отказаться от громоздкой классической методики измерения теплот смачивания в больших сосудах с размешиваемой жидкостью. Эту методику в большинстве случаев следует предельно [c.141]

Рис. Х1У-6. Калориметр для измерения теплот смачивания [29].

Поскольку количество теплоты, выделяющейся при погружении в жидкость обезгаженного порошка, пропорционально смачиваемой поверхности, измерение теплоты смачивания позволяет быстро оценить относительные поверхности любых образцов из одного и того же материала. Этот метод, однако, имеет серьезные ограничения, связанные с тем, что для каждого типа твердого тела необходимо с помощью сравнения с каким-либо методом определения абсолютной поверхности находить теплоту смачивания единицы поверхности. [c.365]

Интересен калориметрический метод определения удельной поверхности, основанный на измерении теплоты смачивания. Поскольку интегральная теплота адсорбции, а также теплота смачивания пропорциональны удельной поверхности, то [c.50]

Для прецизионных измерений теплот смачивания нужно рекомендовать двойной металлический калориметр, поскольку стекло замедляет процесс установления теплового равновесия. На рис. 179 показана схема такого калориметра, конструкция которого была разработана Бар-телом и Саджитом [93]. Два совершенно одинаковых калориметрических стакана С и С подвешены при помощи тонкостенных ( 0,1 мм) трубок I и к крышкам тонких медных вакуумных рубашек / и эти трубки прикреплены в бронзовых втулках к бронзовой пластине R и к бронзовым трубкам П и О, в которых помещены мешалка и проводники. Рубашки I и I полностью погружены в сосуд, термостатированный с точностью 0,003°, в котором осуществля- [c.390]

Соблюдение этих требований — залог достоверности опре-деляемых поверхностей. Успех метода и гарантии его широкого применения состоит в том, что способ определения 5уд по теплоте смачивания прост по сравнению с методами адсорбции газов и паров и при известных д требует лишь одного измерения теплоты смачивания. Кроме того, в рассматриваемом методе исключены всякие осложнения и неопределенности, связанные с интерпретацией изотерм адсорбции и характером упаковки молекул на поверхности адсорбента. [c.135]

Автором установлено, что измель- чение силикагеля практически не изменяет его полной теплоты смачивания. В табл. 1 приведены результаты измерений теплот смачивания фракций силикагеля с разной величиной зерна, взятые из работы автора . Теплота смачивания обеих фракций практически одинакова, но продолжительность главного периода калориметрического опыта сокращается с измельчением очень сильно, гораздо сильнее, чем в случае березового угля. Это объясняется, повидимому, тем, что в березовом угле имеются крупные поры, обеспечивающие быструю подачу адсорбируемой жидкости, в то время как примененный силикагель не имел таких крупных пор. [c.173]

Как мы уже отмечали, непосредственное измерение теплового эффекта адсорбции не всегда дает гарантию истинности получаемых значений дифференциальных теплот адсорбции. Мы полагаем, что измерение дифференциальных теплот смачивания в значительной степени лишено этого недостатка по следующим соображениям. Препарат адсорбента, который содержит определенное количество адсорбтива, можно выдержать неограниченно долгое время и гарантировать полное установление равновесного распределения адсорбтива между участками адсорбента. Сам же процесс смачивания протекает очень быстро, и сопровождающий его тепловой эффект может быть измерен с большой точностью. Ниже приведены результаты измерения теплот смачивания четырех образцов силикагеля. [c.437]

Интересно отметить, что ограниченную неоднородность поверхности гопкалита можно демонстрировать и чисто адсорбционными измерениями. При определении дифференциальных теплот смачивания гопкалита водой были получены два типа участков, характеризующихся теплотами смачивания 7200 и 500 кал на моль Н2О. Зависимость теплоты смачивания от количества предварительно адсорбированной воды приведена на рис. 9. К сожалению, по техническим причинам измерение теплот смачивания нельзя было провести на том же образце гопкалита, на котором изучалось отравление каталитической активности. Поэтому данная зависимость может служить только доказательством ограниченной неоднородности поверхности гопкалита, но ее нельзя количественно сравнивать с кривыми отравления. [c.444]

Теплоту смачивания адсорбентов и порощков с большой удельной поверхностью определяют в калориметрах обычного типа. Для получения надежных данных при измерении теплот смачивания грубодисперсных систем с малой удельной поверхностью применяют высокочувствительные микрокалориметры. [c.151]

Гаркинс и Юра на основе измерений теплот смачивания разработали абсолютный , как они его называют, метод определения удельных поверхностей ненористых порошков. Порошок непористого адсорбента помещают в ампулах в атмосферу насыщенного водяного пара и выдерживают до равновесия, после чего ампулы Отпаивают и помещают в чувствительный электрический калориметр, в котором определяют теплоту смачивания водой. [c.176]

Определение теплоты смачивания порошков с большой удельной поверхностью (десятки и сотни м 1г) может быть осуше-ствлено в калориметрах сравнительно простой конструкции. Измерение теплот смачивания грубодисперсных систем с малой удельной поверхностью требует применения высокочувствительных микрокалориметров. [c.149]

Для измерения теплоты смачивания пользуются калориметрами самых разнообразных конструкций. В лаборатории коллоидной химии ЛГУ применяют весьма простой прибор типа калориметра Шот-тки. Калориметр (рис. 60) состоит из сосуда— кожуха 7 (дюаровский сосуд), помещенного в термостат 8. В сосуд вставляется второй сосуд 6 с капилляром и шкалой 1 и боковым отростком 3 с краном и воронкой. Во внутреннем сосуде имеется вплавленная пробирка. Внутренний сосуд наполняется жидкостью с большим коэффициентом термического расширения (толуол или хлороформ), а сверху водным раствором какого-ни-будь красителя, для облегчения наблюдений по капиллярной шкале. [c.149]

Цетлемойер и сотр. [91] описали конструкцию простого калориметра, по-видимому пригодного для серийных измерений теплот смачивания. Подъем температуры в этом калориметре измеряется с помощью термистора. В качестве калориметрического стакана (рис. 178) используется сосуд Дьюара, к которому приклеено кольцо из плексигласа с крышкой из того же материала. В калориметре помещаются вакуумная мешалка, нагреватель В (около 5 ом) для электрической калибровки, термистор С, ампула с образцом Р и держатель О. После установления теплового равновесия ампула разбивается при помощи стального ударника Е. Перемешивание нужно проводить с постоянной скоростью. Подъем температуры в обычных опытах по смачиванию мал и фиксируется по увеличению сопротивления термистора, включенного в мост. Необходимо вводить поправки на теплоту, выделяемую при разбивании ампул (стр. 392). [c.389]

Поднятый в работе Дубинина вопрос об определении удельной поверхности пористых адсорбентов, одновременно содержащих мезо- и микропоры, как мне кажется, можно решить путем измерения теплот смачивания образца более слабо адсорбирующейся жидкостью, чем жидкость, предадсорбированная на этом образце. Неудача для этой же цели ЦР-жв-тода, который дает сильно завышенную поверхность для мезонор, думаю, объясняется небольшой дополнительной адсорбцией в микропорах нри больших h. По-видимому, i/F-метод можно исправить , исследуя изотерму адсорбции на предадсорбированном образце, применив в качестве адсорбатов взаимно нерастворимые жидкости, причем предадсорби-руя более сильно адсорбирующуюся жидкость. [c.142]

Как показали измерения теплот смачивания, поверхностныЬ свойства этих материалов весьма различны (рис. 1). Эти же компоненты наиболее сильно воздействуют на технологические приемы окускования, в частности на смешивание и окомкование. Например, колебание по содержанию в макрообъемах (1004-150 см ) шихты после смешивания твердого топлива, определенное по среднеквадратичному отклонению, достигает 200 — 300%, что снижает качество агломерата и способствует перерасходу тепла на спекание. [c.326]

Теплота смачивания калориметрически определяется как теплота, выделяемая ири смачивании чистого твердого образца или порошка исследуемой жидкостью. Методика измерения теплот смачивания подробно описана несколькими авторами [12—15] (см. также разд. Х1У-4), Поскольку измеряемые величины имеют порядок всего нескольких сотен эрг на квадратный сантиметр, в опытах необходимо использовать тонкодисперсные образцы с из1вестной абсолютной площадью поверхности, оцененной каким-либо независимым способом, обычно по адсорбции газа. [c.270]

Для исследования энергетических свойств единйцы поверхности мы провели измерения теплот смачивания всех образцов водой и метанолом. Как видно из рис. 5, зависимость теплоты смачивания водой от степени гидратации поверхности кремнезема проходит через макси-,мум. Эти максимумы получены для образцов, обработанных при стаН" дартных условиях (300°), правые ниспадающие ветви соответст- вуют образцам, обрабо танным при более низких температурах, а,левые линейные участки — термически дегидратированным образцам. При смачивании образцов, прокаленных при стандартных условиях, а также образцов, которые после термической обработку длительное время выдер живались в воде, т. е. [c.110]

На рис. 1 даны кривые содержания структурной воды для исследованных образцов, рассчитанные на 1 поверхности, в зависимости от температуры их прокаливания. С ростом температуры прокаливания силикагель теряет свою воду, при низких температурах помимо структурной воды удаляется и адсорбированная вода. До температур порядка 600— 700° выделение структурной воды идет, в основном, за счет дегидратации поверхности при более высоких температурах вода выделяется преимущественно за счет уменьшения поверхности в результате спекания силикагеля. Весьма важно найти возможность различить адсорбированную ч структурную воду, поскольку эксперимегг-тально из потери при прокаливании определяется общее содержание воды в силикагеле. Результаты измерения теплот смачивания водой силикагелей, прокаленных при разных температурах [5], а также данные по зави-JUO Ш доо симости адсорбции паров воды от темпера-Гемпература про/гамивания, 0 туры прокаливания пористых стекол [6], показывают, что эти адсорбционные характеристики в интервале температур 200—300 проходят через максимум. При температурах меньших 200—300° энергия поверхности падает, как за счет присутствия адсорбированной воды, так, по-видимому, и за счет того, что часть соседних гидроксильных групп на поверхности может взаимодействовать между собой с образованием водородных связей. Мы приняли за стандартную температуру обработки образцов силикагеля — 300°, соответствующую максимальной адсорбционной активности поверхности. Вблизи этой температуры на кривых обезвоживания силикагелей (рис. 1) имеется характерный перегиб, который наблюдался и в работе Жданова [6]. Из рис. 1 видно, что при температуре стандартной обработки (300°), а также и при более низких температурах (150—200°) гидратация поверхности не является величиной постоянной. Силикагелю с большей величиной удельной поверхности соответствует меньшая гидратация поверхности и наоборот. Таким образом, при совершенно идентичных условиях подготовки образцов с различной удельной поверхностью мы не получили в результате поверхпости одинаковой степени гидратации. Даже обработка силикагеля в автоклаве при благоприятных условиях гидратации не дала (силикагель К-3) поверхности, гидратированной более, чем у образца, с примерно такой же поверхностью, обработанного при стандартных условиях. Сопоставление наших данных с результатами других авторов [7, 8], приведенное на рис. 1, показывает, что найденная нами связь между степенью гидратации образца и величиной его удельной поверхности не является случайной. Например, измерения, произведенные Бастиком [8] на силикагеле, имеющем удельную поверхность 697 м /г, практически полностью совпадают с нашими данными для силикагеля К-2 (695 м 1г). Качественно ту же зависи- [c.416]

Совместное применение термохимического и адсорбционного методов поЗ волило рассчитать изменения дифференциальных термодинамических функций — теплоты, свободной энергии и энтропии адсорбции. Кривые изменения дифференциальной теплоты адсорбции свидетельствуют о том, что адсорбционные центры на поверхности палыгорскита, гидрослюды и каолинита энергетически неоднородны. Начальные величины дифференциальной теплоты у вермикулита близки к начальным теплотам адсорбции воды и других полярных веществ на цеолитах. Это указывает на одинаковый механизм адсорбционного взаимодействия в обоих случаях. На основании измерения теплоты смачивания, как виДно, можно косвенно судить о механизме связывания воды дисперсными минералами. Для получения прямых данных о механизме адсорбции воды, спиртов и других веществ нами были применены спектральные и резонансные методы исследования. [c.4]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология