О границах между физической и химической адсорбцией

Первичной стадией элементарного каталитического акта в гетерогенном катализе является адсорбция реагирующих молекул из газовой фазы или из раствора на поверхности катализатора. Адсорбцией называется процесс самопроизвольного изменения концентрации вещества на границе раздела фаз. Различают два вида адсорбции физическую адсорбцию и хемосорбцию (химическую адсорбцию). Физическая адсорбция обусловливается силами межмолекулярного взаимодействия, возникающими между молекулами (атомами) твердой фазы, находящимися на поверхности, и молеку- [c.637]

Безусловно, нельзя провести четкой границы между физической и химической адсорбциями, тем более что наряду с ярко выраженными, очевидными случаями встречаются и промежуточные, слабо выраженные, при которых эта граница достаточно расплывчата. Особенно трудно найти экспериментальные критерии, которые позволили бы с достоверностью отличить физическую адсорбцию от так называемой слабой формы хемосорбции. [c.12]

Наряду с типичной физической адсорбцией часто на практике имеет место химическая адсорбция, или хемосорбция, т. е. адсорбция, осуществляющаяся за счет химических сил. Однако провести резкую границу между обоими видами адсорбции невозможно. Адсорбция одного и того же адсорбтива на одном и том же адсорбенте в одних условиях может быть физической, а в других условиях — химической. Очень часто физическая адсорбция предшествует химической — адсорбтив, адсорбированный под действием физических сил, затем связывается с адсорбентом уже химическими силами. [c.103]

Нахождению границы между физической и химической адсорбцией посвящено исследование Ричардсона и Бенсона [50], которые применили высокотемпературные сорбционные весы для измерения скорости десорбции триметиламина и пиридина с поверхности катализаторов крекинга в интервале температур от 20 до 300°. Ричардсон и Бенсон пришли к выводу, что десорбированный газ состоит из двух основных фракций, соответственно быстро и медленно десорбируемой. Состав второй фракции мало зависит от температуры, и ей приписывается ответственность за кислотность поверхности. Ричардсон и Бенсон считают, что хотя кислотные центры и обладают большой активностью, но они занимают лишь малый процент всей поверхности. [c.305]

В программу конференции не входили также темы по собственно химической адсорбции и хемосорбции. Адсорбционные взаимодействия подобного типа обсуждались только в аспекте рассмотрения границ между физической и химической адсорбцией. [c.9]

Существование переходных форм адсорбции приводит нас к выводу, что четкой границы между физической и химической адсорбцией нет и что поэтому попытки ее установить, очевидно, бесплодны. Мы полагаем, что задача состоит не в пересмотре традиционного деления на физическую и химическую адсорбцию, а в изучении и выявлении особенностей переходных форм адсорбции, разумеется, при контроле вызываемых ими изменений состояния адсорбента различными методами, в частности электрофизическими. [c.101]

Провести резкую границу между физической и химической адсорбцией во многих случаях довольно трудно адсорбция одних и тех же веществ на одном и том же адсорбенте в одних условиях может иметь физический, в других — химический характер. В частности, повышение температуры снижает физическую, но увеличивает химическую адсорбцию. [c.21]

Как показано в предыдущем разделе, резкой границы между двумя типами адсорбции не существует, хотя в предельных случаях они различаются легко. Правда, большинство экспериментаторов стремятся отнести свои исследования либо к физической адсорбции, либо к хемосорбции, но это не больше чем условность, отражающая практические интересы или субъективные взгляды авторов. Во всяком случае, хотя эта глава посвящена исключительно физической адсорбции, большая часть изложенного здесь материала в равной степени применима и к хемосорбции. Пока же мы ограничимся рассмотрением обратимых адсорбционных процессов, в которых достигается истинное равновесие, а при десорбции химическая природа адсорбата остается неизменной. [c.438]

ГРАНИЦАХ МЕЖДУ ФИЗИЧЕСКОЙ И ХИМИЧЕСКОЙ АДСОРБЦИЕЙ [c.93]

Существование переходных форм адсорбции приводит к выводу, что четкой границы между физической и химической адсорбцией нет, а следовательно, попытки ее установить, очевидно, бесплодны. Несмотря на это, в данных двух разновидностях адсорбции есть известные различия, которые можно использовать в качестве опытных критериев для определения типа адсорбции. [c.31]

В сущности, точной границы между физической и химической Адсорбцией провести нельзя. Обычно Хемосорбция сопровождается большим выделением тепла. Кроме того, этот процесс совершается медленнее и тебе. Десорбция, намного труднее приходится, когда ты встречаешься с химической Адсорбцией. [c.235]

Адгезия, обусловленная химическими взаимодействиями. Для большого числа случаев адгезия может быть объяснена не физическими, а химическими взаимодействиями между адгезивом и субстратом. При этом резкой границы между адгезией, обусловленной физическими силами, и адгезией, являющейся результатом химического взаимодействия, установить нельзя, точно так жо, как нельзя провести четкого раздела между явлениями физической адсорбции и хемосорбции. В настоящее время есть основание полагать, что химические связи могут возникать между молекулами почти всех полимеров, содержащих активные функциональные группы, либо между такими полимерами и металлическими, стеклянными и другими поверхностями, в особенности осли последние покрыты окисной пленкой илп слоем продуктов эрозии. [c.160]

Адсорбционная хроматография представляет собой метод разделения, основанный на способности некоторых твердых веществ (адсорбентов) связывать (адсорбировать) на своей поверхности другие вещества, твердые, жидкие или газообразные. Процесс адсорбции зависит от свойств адсорбентов, адсорбируемых соединений и от растворителей. Адсорбция отдельных веществ определяется их природой и является характеристической для каждого соединения величиной при данных условиях эксперимента. Адсорбция может иметь химический или физический характер, однако между обоими типами адсорбции в ряде случаев трудно провести четкую границу. Химическая адсорбция вызывается образованием лабильной химической связи между адсорбентом и хроматографируемым веществом. Физическая адсорбция определяется многими физико-химическими факторами, которые связаны с емкостью и типом сорбента (см. разд. 1.6). Количество адсорбируемого вещества не увеличивается произвольно, а только до определенной величины, пока поверхность адсорбента не насы- [c.17]

Адсорбцию принято делить на физическую и химическую адсорбцию (хемосорбцию). Резкой границы между ними не существует, хотя в предельных случаях они различаются легко. Физическая адсорбция обусловлена межмолекулярными (ван-дер-ваальсовыми) силами. В простейшем случае, при адсорбции неполярного адсорбата на неполярном адсорбенте, эти взаимодействия неспецифичны, т. е. это универсальные, дисперсионные силы. При физической адсорбции не происходит химического взаимодействия между адсорбатом и адсорбентом, и молекулы адсорбата на поверхности не теряют своей индивидуальности. [c.212]

Д. П. Тимофеев (Институт физической химии АН СССР, Москва). В статье В.Ф. Киселева отмечается, что между физической и химической адсорбцией нет четкой границы и систему адсорбент — адсорбат следует рассматривать как единую квантовомеханическую систему. Однако этот путь, как отмечает В. Ф. Киселев, пока не реален. В настоящее время при анализе адсорбционных взаимодействий целесообразно использовать имеющиеся приближенные методы, что, разумеется, не исключает необходимости теоретических исследований по разработке более строгих методов расчета адсорбционных систем. [c.103]

Физическая адсорбция заметна, как правило, при невысоких температурах (обычно — немногим выше комнатных) и давлениях, не очень малых по сравнению с давлением насыщенного пара данного вещества. Границы между химической и физической адсорбцией не всегда оказываются достаточно четкими [69], и их различия часто могут быть условными. [c.40]

СЯ. Между явлениями химической и физической адсорбции можно провести достаточно четкую границу (см. гл. III). [c.21]

Между физической и химической адсорбцией нельзя провести резкой границы. Во многих случаях оба типа адсорбции накладываются друг на друга. В то время как физическая адсорбция приводит только к сцеплению адсорбированного газа с адсорбирующим кристаллом, лри химической адсорбции энергетические взаимодействия по своему характеру и силе можно сравнить с взаимодействиями в химических соединениях. При химической адсорбции происходит значительная деформация электронных оболочек — вплоть до полного отделения электронов, как у химических соединений. Это различие особенно заметно при десорбции, которая после химической адсорбции осуществляется значительно труднее. Поэтому только в самых редких случаях имеются условия для равновесия. [c.361]

Если хемосорбция пропсходи.т с малым тепловым эффектом, то это часто означает, что параллельно идет ироцесс, который трсбусг затраты энергии (например, диссоциация молекул адсорбата иа иоверхности). В то же вре.мя ие всегда можно провести четкую границу между физической и химической адсорбциями, особенно при слабой хемосорбции, так же как вообще между физическим и химическим взаимодействиями. Физическая адсорбция отличается универсальностью и малой специфичностью. Хемосорбция характеризуется специфичностью взаимодействия, приводящего обычно к образованию поверхностного химического соединения. Сильная хемосорбция часто необратима, вместо адсорбированного венхе- ства может десорбироваться другое соединение. [c.125]

Как уже указывалось в гл. 1, при хемосорбции происходит обобществление электронов молекулы адсорбата и поверхности твердого тела между адсорбированной молекулой и поверхностью твердого вещества образуется химическая, или валентная, связь. Вследствие этого толщина хемосорбированного слоя не может превышать толщину одного монослоя. Физическая адсорбция обусловлена действием сил Ван-дер-Ваальса, т. е. дисперсионных сил, на которые часто налагается действие кулонов-скнх сил. Хотя физическая адсорбция и может сопровождаться смещением электронов от поверхности или к поверхности адсорбента, истинного обобществления электронов в системе адсорбент—адсорбат при этом не происходит. Само собой разумеется, что резкой границы между этими видами адсорбции не существует сильное смещение электронов при физической адсорбции трудно отличить от обобществления электронов при хемосорбции. [c.284]

Энергетические эффекты, сопровождающие адсорбцию,— очень важный показатель сродства адсорбата к поверхности адсорбента, указывают на тип адсорбции (физическую и химическую), неоднородность поверхности твердого тела и форму изотерм адсорбции, т. е. являются критерием сорбционного процесса и одним из его характерных параметров. Знание теплот адсорбции дает нам точные сведения о физической или химической природе явления, а также об активности поверхности адсорбента или катализатора. Обзор этой области можно найти в книгах Адама [17] и Брунауэра [18]. Теплота физической адсорбции первого монослоя, обусловленная действием сил Ван-дер-Ваальса, для подавляющего большинства известных случаев несколько выше теплоты конденсации адсорбируемого вещества и редко превышает ее удвоенное значение. Адсорбция же второго и последующих слоев протекает с меньшей энергией, величина которой сравнима с теплотой конденсации. Наоборот, теплота хемосорбции имеет более широкий энергетический интервал и измеряется десятками (20—100) ккал1моль. Несмотря на это, резкой границы между этими видами адсорбции не существует, сильное смещение электронов при физической адсорбции трудно отличить от обобществления электронов при хемосорбции. [c.21]

Таким образом, в явлениях хемосорбции речь идет об образовании на поверхности дискретного числа химических связей того или иного типа. Насыщаемость химической связи позволяет говорить о некотором постоянном числе центров адсорбции на поверхности. Это отличает хемосорбцию от физической адсорбции, вызванной действием ненасыщаемых сил (дисперсионных, диполь-дипольного взаимодействия и т. п.), и во многом аналогичной процессам конденсации газа в жидкость. Правда, как и во многих других случаях, невозможно установить резкую границу между явлениями химической и физической сорбции. [c.201]

Различают физическую адсорбцию, обусловленную межмолеку-лярными взаимодействиями, и хемосорбцию, обусловленную химическими реакциями, не выходящими за пределы поверхностного слоя. Между физической адсорбцией, хемосорбцпей 11 типгппюй химической реакцией очень трудно провести четкие границы. Их можно отличить по значениям удельной теплоты процессов. [c.43]

Химическая адсорбция (проявляется в очень шир0К01М интервале температур и давлений. В противоположность этому физическая адсорбция наблюдается при температурах, лишь немного превышающих температуру насыщения сорбируемого газа. С повышением температуры количество физически сорбируемых газов быстро убывает, в то время как хемосорбция может и иитенсифицироваться. На практике границы между химической и физической адсорбцией выражены не всегда четко, и оба процесса могут существовать одновременно. [c.95]

Априори можно утверждать, что образование прочного сплошного нерастворимого хемосорбционного слоя на поверхности металлического электрода должно тормозить процесс анодного растворения этого металла . С другой Образование слоя физически адсорбированного вещества должно существенно меньше тормозить процесс анодного растворения металла, чем образование слоя химически адсорбированного вещества, и в явлениях нассивации может не приниматься во внимание. Различие между этими двумя типами адсорбции, заключающееся в разнице энергий адсорбции, проявляется в этом случае в различии кинетики адсорбции и ее обратимости и иногда в степени заполнения иоверхности. Большие величины энергии активации химической адсорбции приводят к тому, что адсорбированное вещество прочно экранирует поверхность. Специфическая адсорбция может влиять на хшнетику растворения мета.лла главным образом через изменение г згПотенциала па границе металл — раствор, а покрытие части поверхностп при условии обратимости адсорбции (т. е. большой скорости адсорбции — десорбции) пе может существенно замедлить процесс, так как при этом каждая точка поверхности время от времени становится свободной хотя бы на короткий промежуток времени. [c.131]

Адсорбция — это процесс накопления частиц на поверхности (границе) раздела двух сред или фаз. Тип адсорбции на границе раздела металл/газовая фаза или металл/жидкая фаза определяется характером связи между металлом и адсорбированным веществом. Относительно слабая физическая адсорбция обусловлена вандерваальсовыми силами. В этом случае связывание частицы с поверхностью (адсорбция) и удаление ее с поверхности (десорбция) происходят с высокой скоростью. При хемосорбции между металлом на поверхности и адсорбированной частицей (адсорбатом) возникает химическая связь. Эта связь образуется и разрывается довольно медленно. Обычно не каждый атом на поверхности раздела связывается с молекулами адсорбата (неполное насыщение поверхности раздела). Поэтому количество вещества, адсорбированного на границе раздела фаз (величина адсорбции), возрастает с увеличением его концентрации в окружающей среде. Зависимость величины адсорбции на единицу площади поверхности раздела от концентрации называется изотермой адсорбции. [c.143]

При адсорбции заполняется не только внешняя, о и внутренняя поверхность металла, что придает ему способность потеть после контакта с ПАВ и удаления продукта с внешней поверхности металл снова способен выделять на свою внешнюю поверхность часть маслорастворимых ПАВ. После заполнения внутренней поверхности идет образование последующих внешних слоев. Первые внешние слои адсорбированных ПАВ весьма точно повторяют микрогеометрический профиль поверхности металла (эффект То-ланского). В дальнейшем благодаря ослаблению влияния поля металла углы между кристаллографическими осями в слоях ПАВ -сглаживаются до нуля, и дальнейший рост этих слоев осуществляется в монокристаллическом виде. При адсорбции физическое и химическое состояние поверхностей металла меняется на границе раздела фаз. Работу адсорбции в общем случае можно выразить 1как разность стандартных химических потенциалов ПАВ на поверхности раздела и в объеме среды (нефтепродукта) [40]. Адсорбция изменяет работу выхода электрона и свободную поверхностную энергию (поверхностное натяжение) металла. Скачок потенциала, связанный с адсорбцией ПАВ на металле, может быть подсчитан по формуле [c.22]

Частицы на поверхности твердых тел, подобно молекулам жидкости в поверхностном слое, имеют неуравновешенную часть силового пйля, направленную в сторону другой фазы, например, жидкости. Твердые тела поэтому, подобно жидкостям, обладают некоторьш запасом свободной поверхностной энергии и стремятся уменьшить величину энергии за счет адсорбции веществ, понижающих поверхностное (межфазное) нятяжение. Однако для твердых фаз неизвестны способы непосредственного измерения поверхностного натяжения, что препятствует применению к ним основного термодинамического уравнения Гиббса, имеющего универсальное значение. Обычные твердые адсорбенты — глины, уголь, силикагель, иониты — представляют собой пористые тела или мелко раздробленные порошки. Эти адсорбенты пронизаны очень большим числом капилляров и трещин и поэтому определить их удельную поверхность трудно. Величину адсорбции измеряют поэтому по разности концентраций адсорбированного вещества в растворе до и после адсорбции и адсорбцию выражают числом молей адсорбированного вещества не на единицу поверхности, а на единицу массы адсорбента. Адсорбция на твердом теле может происходить за счет неспецифических Вандерваальсовых сил или электрических зарядов ионов или диполей, а также за счет образования ковалентных связей. Четкую границу между двумя этими видами адсорбции, физической и химической (хемосорбцией) провести трудно. При адсорбции из растворов приходится учитывать взаимодействие адсорбента не только о растворенным веществом, но и с растворителем. [c.235]