Диффузия по поверхности сорбента

В этом случае внутренний коэффициент массоотдачи Р = Рп- Уравнение (111.87) справедливо для любой изотермы адсорбции. Если же внутреннее сопротивление зависит как от диффузии в порах, так и от диффузии в сорбенте или на его внутренней поверхности, то строгая связь между коэффициентами массоотдачи и массопередачи существует лишь для линейной изотермы адсорбции. Она выражается уравнением [25] [c.66]

Различают следующие виды сорбции 1) абсорбция—проникновение газа в массу сорбента (абсорбента), что в результате дает твердый раствор абсорбция характеризуется малой скоростью и длительным временем для завершения 2) адсорбция—поверхностная сорбция или уплотнение газа (пара) на поверхности сорбента (адсорбента) за счет сил притяжения (силы Ван-дер-Ваальса). Скорость адсорбции зависит от характера поверхности на гладких поверхностях она протекает с очень большой скоростью, на пористых—замедляется (диффузия в тонкие поры), но весь процесс в том и другом случаях протекает в несколько секунд или минут 3) капиллярная конденсация—сорбция пара или газа с конденсацией в порах адсорбента, которая протекает очень быстро 4) хемосорбция—адсорбция паров или газов на поверхностях силами остаточных валентностей с образованием химического соединения в виде мономолеку-лярного слоя сюда же относятся, по существу, и процессы активированной адсорбции (стр. 116). [c.93]

Ширина хроматографического пика может служить мерой кинетических явлений, так как она связана с размыванием хроматографической зоны, которое определяется эффективным коэффициентом диффузии. Наконец, с количеством сорбированного вещества связаны высота и площадь пика, вследствие чего эти величины могут служить основой для определения изотерм сорбции, поверхности сорбента и ряда других сорбционных характеристик. ч [c.208]

В реальном процессе акт сорбции вещества, находящегося в газовой фазе, поверхностью неподвижной фазы состоит из двух стадий доставки вещества из объема газовой фазы к поверхности сорбента и проникновения вещества с поверхности внутрь сорбента. Первая стадия связана со скоростью диффузии вещества в газе и может быть названа стадией внешней диффузии. Вторая связана с диффузионной массопередачей внутри твердого или жидкого сорбента и называется внутренней диффузией. В зависимости от условий, решающей стадией может быть один из наиболее медленно [c.23]

Второй член связан с внешнедиффузионной массопередачей, т. е. со скоростью доставки вещества из объема к поверхности сорбента и обратно. Этот член зависит от скорости потока газа и при достаточной ее величине может оказывать существенное размывающее действие. В отличие от первого члена коэффициент молекулярной диффузии оказывает обратное действие, т. е. с его ростом размывание уменьшается. [c.30]

Для установления равновесия между фазами необходимо, чтобы разделяемые компоненты достигали путем диффузии поверхности раздела фаз и, в случае пористых сорбентов, проникали внутрь его частиц. Так как скорость диффузии много выше в газовой фазе, чем в жидкой, то при прочих равных условиях равновесие при газовой хроматографии устанавливается быстрее, чем при жидкостной. Ускорить последнюю можно, существенно уменьшая размеры частиц сорбента. Однако трубка, набитая очень мелкими [c.342]

Если вновь образующиеся при хемосорбции молекулы диффундируют в глубь вещества адсорбента, то достижение сорбционного равновесия наступает медленнее, так как оно зависит от скорости диффузии. Если же при хемосорбции на поверхности сорбента возникают недиффундирующие молекулы, т. е. образуется пленка, то она тормозит и останавливает процесс хемосорбции. Так, пластинка алюминия, сорбируя кислород, покрывается пленкой из окиси алюминия, что быстро прекращает процесс хемосорбции [c.137]

Наибольшая степень связывания SO, наблюдается в температурном диапазоне 780—850 С (рис. 4.5). При меньшей температуре недостаточна степень разложения СаСО . При 7 >850 °С из-за увеличения скорости реакции (4.9) устья пор поверхности частиц СаО зарастают гипсом, что препятствует диффузии SO, к внутренним поверхностям сорбента. При еще более высокой температуре гипс разлагается, т.е. реакция (4.9) становится обратимой. [c.89]

Под адсорбцией понимается процесс поглощения растворенного, жидкого или газообразного вещества сильно развитой поверхностью адсорбента. Многие из описываемых ниже процессов основаны на сочетании чисто адсорбционных явлений с другими физическими и даже химическими явлениями, но тем не менее все они относятся к одной группе и рассматриваются совместно. Более общее понятие—сорбция, включает в себя как адсорбцию, характеризующуюся накоплением молекул адсорбируемого вещества на поверхности сорбента, так и абсорбцию, связанную с растворением или диффузией вещества в массу поглотителя. [c.221]

Диффузия, возникающая под действием градиента концентрации, приводит к искажению элюируемых зон при хроматографическом анализе. Однако эта же способность газов диффундировать в свободном пространстве может быть использована в анализе для разделения летучих продуктов реакции (например, воды, аммиака, двуокиси углерода, галогенов). Любое летучее соединение, находящееся в замкнутой системе, создает в ней некоторое равновесное давление пара. Если газообразное вещество непрерывно захватывается за счет адсорбции второй фазой, то равновесие смещается и в конце концов практически весь газообразный компонент удаляется из образца, полностью концентрируясь во второй фазе. Простым примером такого процесса может служить высушивание осадков над концентрированной серной кислотой или другими осушителями. При использовании небольшого аппарата с адсорбентом, обладающим большой поверхностью, можно добиться достаточно высокой скорости диффузии пара от исходной поверхности к поверхности сорбента. [c.470]

Если скорости внешней и внутренней диффузии сравнимы, то скорость сорбции (ионного обмена) будет лимитироваться как диффузией адсорбируемого вещества к поверхности сорбента, так и диффузией внутрь. Уравнение кинетики сорбции в смешанной диффузионной области может быть записано в виде [c.13]

Как известно, применяемые в настоящее время неорганические ионообменные сорбенты (окиси, гидроокиси и соли металлов, алюмосиликаты, силикагели, пермутиты, бентониты, глаукониты, цеолиты и т. д.) обладают высокоразвитой удельной поверхностью, способностью к химической, молекулярной сорбции и сорбции коллоидных частиц, повышенной радиационной и термической стойкостью. Они, как правило, слабо набухают в водных растворах, и ионный обмен происходит в основном на поверхности сорбента, так что кинетика обмена не осложняется процессами, связанными с диффузией ионов в фазе самого сорбента, как это имеет место в случае большинства ионообменных смол. С другой стороны, ионообменные смолы превосходят неорганические сорбенты по таким важным показателям, как величина емкости, основность или кислотность, химическая стабильность. Понятно, что определенный интерес представляет получение ионообменников, сочетающих в себе свойства ионообменных материалов как минеральной, так и органической природы. Этой цели можно достигнуть, используя принцип получения комбинированных минерально-полимерных продуктов путем газофазной привитой полимеризации, осуществляя на неорганических сорбентах полимеризацию мономеров, дающих полимеры, способные к ионному обмену (сами по себе или после введения соответствующих ионообменных групп путем необходимых химических превращений) [1]. [c.168]

ДИФФУЗИЯ по ПОВЕРХНОСТИ СОРБЕНТА [c.56]

Баррер и Барри [12] достигали требуемой герметизации погружением образца в, ртуть, как показано на рис. 27. Цилиндр пористого стекла был присоединен резиновыми манжетами к двум трубкам, одна из которых соединена с резервуаром для газа, другая с вакуумной линией. С боковой поверхности сорбент окружен ртутью, которая находится под атмосферным давлением и исключает диффузию вдоль наружной поверхности цилиндра. Ртуть, кроме того, способствует более быстрому установлению теплового равновесия. Аналогичная сорбционная ячейка применялась в работе Томлинсона и Флада [11] в опытах с активным углем. Для предупреждения проникания ртути в широкие поры угля на зерно предварительно надевалась тонкая резиновая трубка. [c.76]

При определений коэффициентов диффузии в пористых сорбентах в нестационарных условиях переноса на опыте в большинстве случаев измеряется величина адсорбции как функция времени. Измерение проводится при постоянном давлении (концентрации) газа у поверхности сорбента или при меняющемся давлении, но постоянном объеме системы. В первом случае уравнения диффузии имеют более простую форму и более удобны в применении, во втором случае несколько более проста техника эксперимента. При проведении опыта при постоянном давлении (концентрации) количество адсорбированного газа обычно определяется по привесу сорбента (метод сорбционных весов, взвешивание на аналитических весах и т. п.). В опытах, выполняемых при меняющемся давлении и постоянном объеме системы, скорость адсорбции определяется по скорости убыли газа в системе прибора. [c.86]

Ниже рассматриваются задачи диффузии из хорошо перемешиваемого раствора. Под последним понимается раствор, в котором в результате перемешивания концентрация во всех точках его объема, в том числе и непосредственно у поверхности сорбента, одинакова. Это подразумевает достаточно высокую скорость переноса вещества из раствора к поверхности сорбента и наоборот, т. е. отсутствие или слабое влияние диффузионного пограничного слоя на диффузию (ВГ—>оо) . [c.234]

Изложенные представления справедливы только в том случае, когда в любой точке колонны успевает установиться состояние, близкое к состоянию равновесия между раствором и сорбентом. Это определяется в первую очередь скоростью протекания жидкости в колонне скорость должна быть достаточно мала. С другой стороны, большое значение имеют размеры гранул сорбента, определяющие скорость диффузии растворенного вещества к поверхности сорбента и от нее. Отклонение от равновесности приводит к дополнительному расплыванию полос и к ухудшению работы колонны. [c.187]

Примерами скрытого влияния изотермы па кинетику диффузии внутрь сорбента являются задачи, в которых известен закон изменения во времени концентрации сорбата на поверхности сорбента. [c.97]

При рассмотрении вопроса о скорости поглощения частиц, например молекул или ионов, поглощающим сферическим зерном сорбента бесконечно большой емкости ( 6) мы пришли к заключению, что основное падение концентрации около зерна происходит в области, сравнимой с радиусом сферы. Далее было показано ( И, 12), что в текущей жидкости или газе, или при перемешивании поток частиц к зернам сильно возрастает, при этом градиент концентрации устанавливается лишь в тонком слое у поверхности сорбента. Перейдем теперь к зерну сорбента конечной емкости и примем, что поглощенные частицы могут диффундировать в нем. Допустим, что коэффициент в зерне сорбента, который обозначим Вс, не зависит от концентрации частиц в сорбенте. Предположим, что скорость внешней диффузии настолько велика, а скорость диффузии в сорбенте настолько мала, что процесс поглощения частиц зерном определяется исключительно внутренней диффузией. (Область при- [c.63]

Для колонки, наполненной сорбентом, выражение для величины х — х) 1с, связанной с внутренней диффузией, можно получить из (15.15). При этом удобно в формулу ввести г 1 = = vJ Q — объемную скорость, отнесенную к единице сечения колонки (где Q — сечение колонки), и удельную поверхность сорбента 8 = 8/Q. Заметим, что не равна средней скорости течения в порах, а меньше ее. [c.81]

В дальнейшем концентрацию на поверхности сорбента мы будет относить к единице объема зерна, поэтому в. отличие от [23], где ее относили к единице объема газового пространства пор, в (4) появляется коэффициент р, учитывающий внутреннюю пористость. В силу непрерывности потока количество вещества, подводимое из ядра потока газа-носи-теля между частицами к внешней поверхности зерна, равно количеству вещества, отводимому внутрь зерна за счет диффузии [c.42]

Каким же образом протекает процесс поверхностной диффузии век в гранулах удобрений В принципе можно предположить два механизма распространения вещества А по подложке Б (8, с. 69). Первый из них заключается в миграции отдельных комплексов, которые, отрываясь от слоя вещества А, перемещаются по подложке Б по механизму перекати поле (рис. 4-5,а). Другой механизм заключается в следующем. Если теплота сорбции А на поверхности Б велика, то миграция комплексов по поверхности сорбента становится невозможной. В этом случае распространение вещества А по подложке Б должно осуществляться путем твердофазного растекания, в соответствии с которым вещество А перемещается в объеме сорбционного слоя (рис. 4-5,6), получившего в литературе название механизма развертывающегося ковра , [c.100]

Из всего сказанного следует, что для возникновения электростатической связи между молекулой вещества и ионообменником должно иметь место совпадение трех следующих событий. В ходе своей тепловой диффузии внутри гранулы обменника молекула (амфолита) должна подойти к нити полимера или стенке поры так, чтобы разноименно заряженные ионы па поверхностях сорбента и молекулы оказались сближенными до расстояния, на котором эффективно действует кулоновская сила притяжения разноименных зарядов. В этот момент оба сблизившихся иона должны оказаться незаблокирован-ными контрионами. Хотя вероятность такого совпадения кажется и небольшой, но число столкновений с поверхностью обменника, кото- [c.259]

По аналогии с реакционным рециркуляционным процессом последовательного химического превращения углеводородов развито феноменологическое представление о поцикловой дезактивации различных каталитически активнь1х участков поверхности сорбента с одинаковыми для всех элементов этих участков условиями кинетики и диффузии, обеспечивающими идентичный характер протекания на них паразитарных каталитических реакций. В границах этой теории рассмотрены [c.26]

Если же внутреннее сопротивление зависит как от диффузии в порах, так и от диффузии в сорбенте или на его внутренней поверхности, то строгая связь между коэффициентами массоотдачи и массопередачи существует лищь для линейной изотермы адсорбции и выражается уравнением [8] [c.146]

Поверхностная диффузия. В процессе поверхностной диффузии существенную роль играет энергия теплового движения адсорбированных молекул в сравненщ с энергетической неоднородностью поверхности сорбента. Предположим, что все места локализации адсорбируемых молекул обладают одинаковой потенциальной энергией Q и что они разделены энергетическим барьером с энергией В этой простой модели имеют место два случая а) если Е<сЯТ, то адсорбированные молекулы ведут себя как двумерный газ, скользящий по поверхности, независимо от того, как высока энергия б) если Е>ЯТ, то преобладает процесс перескока между местами локализации сорбируемых молекул, причем энергия активации этого процесса равна Е [3.133]. [c.87]

Природа активных функциональных групп на поверхности сорбента определяет селективность процесса разделения, а размер частиц, их фракционный состав (близость к монодисперсному распределению) и характер упаковки определяют эффективность процесса разделения. Использование поверхностно-пористых сорбентов дало возможность заметно повысить эффектибность разделения ЖХ, однако в последние годы сорбенты этого типа применяют редко. Переход к объемно-пористым сорбентам с малыми размерами частиц (3—10 мкм) позволил при большей емкости сделать пути диффузии в порах сорбентов обоих типов сопоставимо малыми и существенно повысить эффективность колонок для ВЭЖХ. [c.226]

Разделение подобного рода осуществимо в режиме эксклю-зионной хроматографии. В отличие от других разновидностей хроматогра фии, в которых скорость перемещения зоны определяется вероятностью адсорбции на поверхности сорбента, в экс-клюзионной хроматографии решающим фактором является вероятность диффузии разделяемых молекул вглубь пор непод- [c.332]

СОРБЦИЯ (от лат. зогЬео — поглощаю) — поглощение вещества из окружающей среды твердыми или жидкими телами. Поглощающее тело (поглотитель) наз. сорбентом, поглощаемое вещество — с о р б а -том, пли сорбтивом. Виды С. абсорбция, адсорбция, хемосорбция и капиллярная конденсация. Абсорбция— поглощение сорбата (точнее — абсорбата) всем объемом сорбента (точнее — абсорбента). При абсорбции молекулы абсорбата диффундируют (см. Диффузия) через поверхность раздела фаз и распространяются по объему абсорбента, внедряясь между молекулами или узлами кристаллической решетки. Если абсорбент — жидкое те.то, то абсорбция из газовой фазы тождественна растворению, а абсорбция из несмешивающейся жидкой фазы — экстракции. Поглощение газов металлами, а также некоторыми другими материалами наз. окклюзией (см. также Абсорбция). Адсорбция — поглощение сорбата (точнее — адсорбата) поверхностью сорбента (точнее — адсорбента). При физической, т. е. не сопровождающейся хим. превращениями, адсорбции молекулы адсорбата удерживаются у поверхности силами межмолекуляр. взаимодействия. Они образуют адсорбционный слой толщиной в одну (моно-молекулярная адсорбция), две или несколько молекул (нолимолекуляр-ная адсорбция), сохраняя способность диффундировать вдоль поверхности и покидать ее вследствие теплового движения (см. Десорбция). Энергия связи адсорбированных молекул о поверхностью адсорбента при физ. адсорбции обычно составляет несколько ккал моль (см. Адсорбция). X е м о с о р б ц и я — поглощение сорбата с образованием различных химических соединений в объеме или поверхности сорбента. Хемосорбция обычно сопровождается тепловым эффектом в несколько десятков, иногда сто и более ккал/моль (см. также [c.416]

Унрош,ения в описании хроматографического процесса, рассмотренные в предыдуш,ем параграфе, связаны с различными моделями его гидро(аэро)динамики. Многие конкретные разновидности хроматографии допускают также унрош,епия и в описании кинетики процесса. При этом обмен молекулами анализируемого веш,ества между фазами хроматографической системы -удобно рассматривать как гетерогенный процесс, понимая под гетерогенными превраш,ения, происходящие на границах раздела фаз. Гетерогенные процессы состоят из нескольких стадий. Первой из них является стадия переноса частиц, участвующих в процессе, к месту гетерогенного превращения. В хроматографии — это перенос молекул исследуемого вещества к границе раздела фаз в результате молекулярной диффузии и совокупности ряда гидро-(аэро)динамических факторов. На второй стадии процесса происходит собственно гетерогенная реакция. В хроматографии — это сорбция-десорбция элюируемых молекул. Третья стадия заключается в отводе прореагировавших частиц от места реакции. В хроматографии — это отвод сорбированных или десорбированных молекул от границы раздела фаз. Суммарная скорость гетерогенного процесса контролируется скоростью наиболее медленной стадии. В том случае, когда медленной стадией является подача или отвод реагентов, говорят, что реакция характеризуется диффузионной кинетикой. Если наиболее медленной является стадия химического или физического превращения, то она и определяет скорость реакции. А когда скорость переноса реагентов и происходящих с ними превращений сравнимы между собой, говорят о гетерогенных реакциях смешанного типа. Большинство хроматографических процессов, в которых суть гетерогенного превращения состоит в переходе элюируемых молекул из подвижной фазы в неподвиншую и обратно, характеризуются диффузионной кинетикой. В адсорбционной хроматографии этот переход сопровождается энергетическим взаимодействием с поверхностью сорбента. [c.18]

Толш,ина адсорбционного слоя, плотность содержаш,ихся в ней сегментов, а также доля адсорбированных сегментов зависят от длительности эксперимента, энергии взаимодействия сегментов с поверхностью, качества растворителя, концентрации полимерного раствора и связанными с ней степенью заполнения адсорбционной поверхности и скоростью диффузии макромолекз я к поверхности сорбента. [c.68]

Сорбция и ионный обмен являются типичными гетерогенными процессами. Общий перенос вещества между зерном сорбента и раствором можно разделить на следующие. стадии 1) диффузия сорбируемого вещества из объема к зерну сорбента, 2) диффузия в зерно, 3) процесс сорбции или обмена ионов, 4) диффузия образовавшегося в результате обмена вещества к поверхности зерна, 5) диффузия вещества в объем раствора. Многочисленные экспериментальные исследования сорбции (ионного обмена) показали, что скорости этих процессов обычно определяются диффузией. Поэтому сорбция (ионный обмен) может протекать в областях 1) внешнедиффузионной кинетики, когда скорость сорбции лимитируется диффузией вещества к поверхности сорбента, [c.12]

На практике широко распространены случаи поглощения ве-шества зернистыми сорбентами из потока газа-носителя, например воздуха, азота, гелия или другого относительно мало сорбирующегося газа. Процесс сорбции в этом случае складывается из трех стадий приближения молекул сорбируемого вещества к внешней поверхности зерен ( внешняя диффузия ), диффузии внутрь зерен ( внутренняя диффузия ) и конденсации молекул на внутренней поверхности сорбента (собственно акт сорбции). [c.11]

Внешняя диффузия. Внешнедиффузионное кинетическое уравнение описывает скорость изменения концентрации в сорбенте dajdt за счет ус.повий массопереноса в потоке к поверхности сорбента. [c.16]

Соответственно при десорбции, когда на поверхности сорбента строго поддерживается постоянная концентрация вплоть до почти полного извлечения сорбата, можно принять, что задача описывается уравнением (2.62) (десорбция из полуограниченной плоскости с постоянным коэффициентом диффузии), в котором D = onst. Более точно границы такого приближения определяются специальными исследованиями. [c.120]

Более общее понятие — сорбция включает в себя как адсорбцию, характеризздащуюся накоплением молекул адсорбируемого веще-ства на поверхности сорбента, так и абсорбцию — диффузию в растворение вещества в массе поглотителя. Многие из описываемых ниже процессов основаны на сочетании чисто адсорбционных явлений с другими физическими и даже химическими явлениями, но тем не менее все они относятся к одной группе и рассматриваются совместно. [c.264]

Метод Гоугена и Маршалла [4] еще далее упрощает представления Розена, пренебрегая влиянием внутренней диффузии и учитывая только перенос сорбата к поверхности сорбента. Выходная кривая по Гоугепу и Маршаллу дана в интегральном виде теоретическим соотношением [c.350]

Таковы основные закономерности статики ионообменного процесса. В кинетическом отношении сорбция, как и любой гетерогенный процесс, складывается из следующих стадий а) внешняя диффузия — перемещение сорбирующихся ионов из раствора к поверхности сорбента и десорбируемых ионов от поверхности сорбента в раствор б) внутренняя диффузия — перемещение сорбирующихся и десорбируемых ионов по порам и 80 [c.80]