Адсорбция молекулярными адсорбентами

Адсорбция молекулярными адсорбентами [c.135]

На границе твердое тело — раствор различают два вида адсорбции — молекулярную, или адсорбцию неэлектролитов, когда твердое тело адсорбирует молекулы адсорбтива, и адсорбцию ионную, когда адсорбент избирательно поглощает нз раствора один из видов растворенного электролита. [c.200]

В основе разделения методом адсорбционной хроматографии лежат различия в степени адсорбции веществ адсорбентом и растворимости их в соответствующем растворителе. Эти свойства определяются в основном молекулярной структурой соединения. Колонка для адсорбционной хроматографии представляет собой трубку, заполненную адсорбентом. В нее вносят подлежащую разделению смесь веществ, а затем пропускают через нее растворитель (или смесь растворителей). Разделение основано на том, что вещества с более высоким эффективным коэффициентом распределения продвигаются по колонке с большей скоростью, отделяясь таким образом от веществ с более низким коэффициентом. В большинстве случаев вымывание осуществляется за счет увеличения полярности растворителя (градиентная элюция). Некоторые компоненты образца элюируют в исходном растворителе для удаления более прочно связанных веществ применяют более полярные растворители. Если разделяемые соединения в растворе большей полярности растворяются лучше, эффективный коэффициент распределения повышается. [c.48]

Метод спектра мутности позволяет определять среднее число и размер агрегатов макромолекул в растворе, что существенно при исследовании адсорбции из концентрированных растворов, где на поверхность адсорбента переходят не отдельные макромолекулы, а их агрегаты. Этот метод был использован для доказательства адсорбции молекулярных агрегатов [58, 59]. [c.12]

Структура граничных слоев полимеров имеет большое значение для понимания механизма структурообразования в наполненных Дисперсных системах. Поэтому представляется важным рассмотрение адсорбции полимеров на границе раздела фаз и конформации адсорбированных цепей [24]. Адсорбция полимеров на твердых поверхностях из растворов весьма специфична и существенно отличается от адсорбции низкомолекулярных веществ. Специфические особенности связаны с тем, что при адсорбции на поверхность адсорбента переходят не изолированные полимерные молекулы (за исключением случая предельно разбавленных растворов), а агрегаты макромолекул или другие надмолекулярные образования, возникающие в растворах уже при относительно невысоких концентрациях. Модель адсорбции молекулярных агрегатов является [c.10]

В последние годы становится все яснее, что в процессе адсорбции структура поверхности может заметно меняться. Качественно такие изменения возможны в том случае, когда энергия адсорбции сравнима с поверхностной энергией адсорбента (в расчете на одну молекулу). Как показано в табл. ХПМ, физическая адсорбция, по-видимому, приводит к изменению структуры поверхности молекулярных адсорбентов (например, льда, парафина или полимеров), но не влияет на поверхность тугоплавких твердых тел (например, обычных металлов, их окислов, углеродистых материалов), отличающихся высокой поверхностной энергией. Последние могут меняться лишь при хемосорбции. [c.415]

Различают молекулярную и ионную адсорбцию. Первая осуществляется на молекулярных адсорбентах благодаря силам Ван-дер-Ваальса и подчиняется законам адсорбции молекул из газовой фазы — уравнениям Ленгмюра [c.68]

Наиболее подробно изучена молекулярная адсорбция ранее всех известного антибиотика группы тетрациклина — хлортетрациклина или ауреомицина (биомицина). Адсорбционная емкость ряда молекулярных адсорбентов по отношению к хлортетрациклину (табл. 20) оказалась весьма незначительной [3]. Для определения адсорбционной емкости [c.135]

Адсорбция хлортетрациклина молекулярными адсорбентами [c.136]

Хроматография, в основе которой лежит явление молекулярной адсорбции, называется адсорбционной хроматографией. Это непрерывный процесс сорбции и десорбции растворенного вещества поверхностью сорбента. Из молекулярных адсорбентов применяются активированный уголь, силикагель, окись алюминия. При адсорбционной хроматографии устанавливается равновесие между молекулами, адсорбированными твердой фазой, и молекулами, растворенными в протекающей жидкости. Для эффективного разделения смесей веществ больщое значение имеет выбор адсорбента, его активность, выбор растворителя для получения хроматограммы и ее проявления, а также концентрация растворенного вещества. [c.137]

Причиной молекулярной ассоциации в водных растворах и многих жидкостях часто является возникновение водородной связи между соприкасающимися полярными частями молекул, содержащих, например, гидроксильные группы (см. стр. 155). Такая ассоциация проявляется также и при адсорбции на адсорбентах, содержащих на поверхности гидроксильные группы, например при адсорбции воды, спиртов, аммиака, аминов и т. п. на поверхностях гидроокисей, т. е. на гидроксилированных поверхностях силикагелей, алюмогелей, алюмосиликатных катализаторов и т, п. адсор- [c.468]

Преимущество методов статистической термодинамики перед методами классической термодинамики заключается в том, что молекулярно-статистическим методом можно макроскопические свойства системы (константы равновесия, тепловые эффекты, теплоемкости и т. п.) связать со свойствами образующих систему частиц (молекул, атомов, ионов)—с их строением, потенциальной энергией и характером их движения. Так, зная зависимость потенциальной энергии молекулы адсорбата от координат, можно с помощью молекулярно-статистической теории вычислить термодинамические свойства. Однако, как было показано выше, вычисление потенциальной энергии адсорбированной молекулы представляет трудную задачу и может быть количественно выполнено лишь приближенно и только в простейших случаях. Тем не менее даже качественное рассмотрение адсорбции молекулярно-статистическими методами представляет большой интерес, так как позволяет установить, от каких свойств молекул адсорбата и образующих адсорбент частиц зависят такие важные термодинамические характеристики адсорбционных систем, как дифференциальная работа и теплота адсорбции, константа равновесия в уравнении изотермы адсорбции и т. п. [c.478]

Можно считать, что уменьшение значения р (а следовательно, и уменьшение затухания заторможенности) свидетельствует о преимущественной адсорбции агрегатов, а не молекул. Так, принимая агрегативный механизм адсорбции, необходимо учитывать, что при адсорбции агрегатов в непосредственном контакте с поверхностью адсорбента может Находиться меньшее число сегментов, чем при адсорбции молекулярных клубков. Следовательно, и корреляция затухания при адсорбции клубков меньше, чем при адсорбции отдельной молекулы. Изменение количества адсорбента в смеси по-разному влияет на адсорбцию ПС и ПБМА и, соответственно, на их молекулярную подвижность. [c.49]

Статические исследования показали, что как на молекулярных адсорбентах, так и на ионообменных изотерма адсорбции приближенно описывается уравнением типа уравнения Лэнгмюра (табл. 1). [c.308]

Приведенный выше материал рассматривался в связи с общими факторами, имеющими значение при ионообменных реакциях (физико-химические и структурные свойства адсорбента и адсорбтива). Как известно из многочисленных примеров, немалую роль в адсорбционных процессах играет растворитель, свойства которого влияют на скорость процесса и установление окончательного равновесия. До сих пор недоставало экспериментальных результатов, чтобы выяснить внутреннюю связь между физическими и химическими константами растворителя и устанавливающимся равновесным распределением. В последних работах пытались найти зависимость между адсорбированным количеством и диэлектрической постоянной растворителя , его дипольным моментом, теплотой смачивания, выделяющейся при контакте растворителя с адсорбентом, изменением поверхностного натяжения, вызванным адсорбированным веществом на поверхности раздела вода — растворитель. До недавнего времени два основных типа адсорбции — молекулярную и ионообменную — четко не разделяли. Разбросанный экспериментальный материал, приведенный в литературе (краткий обзор дан в статье Фукса Успехи хроматографических методов в органической химии ), к сожалению, недостаточно характеризует системы ни относительно адсорбента, ни относительно адсорбтива, так что часто нельзя принять правильного решения даже относительно имеющего место типа адсорбции. Вообще на основе этого ограниченного материала об обменных реакциях в неводных растворителях можно сказать, что электролиты, растворенные в жидкостях, подобных воде (спирт, ацетон), при контакте с ионитами ведут себя, как правило, так же, как в водных растворах. Но иногда последовательность расположения ионов изменяется в зависимости от прочности связи с обменником и тем са.мым вытесняющей способности иона. Еще меньше систематических исследований по обменной адсорбции в жидкостях, несходных с водой (бензол и др.). Однако интересно отметить, что незначительная добавка воды к бензолу, вызывая незначительную диссоциацию, способствует обменной адсорбции. Очевидно, также растворимость воды в соответствующем растворителе имеет значение для из- [c.352]

Причиной молекулярной ассоциации в водных растворах и многих жидкостях часто является возникновение водородной связи между соприкасающимися полярными частями молекул, содержащих, например, гидроксильные группы (см. стр. 164). Такая ассоциация проявляется также и при адсорбции на адсорбентах, содержащих на поверхности гидроксильные группы, например при адсорбции воды, спиртов, аммиака, аминов и т. п. на поверхностях гидроокисей, т. е. на гидроксплированных поверхностях силикагелей, алюмогелен, алюмосил икатных катализаторов и т. п. адсорбентов. Поверхность силикагеля покрыта гидроксильными группами, связанными с атомами кремния кремнекислородного остова. Вследствие того что электронная -оболочка атома кремния не заполнена, распределение электронной плотности в гидроксильных группах поверхности кремнезема таково, что отрицательный заряд сильно смеш.ен к атому кислорода, так что образуется диполь с центром положительного заряда у атома водорода, размеры которого невелики. Часто молекулы адсорбата, обладающие резко смеш,енной к периферии электронной плотностью или неподеленными электронными парами (например, атомы кислорода в молекулах воды, спиртов или эфиров), образуют дополнительно к рассмотренным выше взаимодействиям водородные [c.496]

Рассмотренная математическая модель внутридиффузион-ного переноса в гранулах адсорбента предполагает, что массоперенос в твердом теле полностью определяется некоторым постоянным коэффициентом диффузии. Действительно, проникание адсорбата внутрь зерна адсорбента — процесс диффузионный, а под коэффициентом диффузии D понимают количество вещества, диффундирующего в единицу времени через 1 см поверхности при градиенте концентрации, равном единице. Естественно, что нельзя ожидать, чтобы один постоянный коэффициент диффузии описал те явления, которые происходят в процессе переноса адсорбата в таких сложных пористых структурах, которыми обладают гранулы любого промышленного адсорбента. Величина D должна рассматриваться как эффективный коэффициент диффузии, значение которого зависит от структуры пор и вклада в массоперенос различных транспортных механизмов, таких как нормальная или объемная диффузия, молекулярная или кнудсенов-ская диффузия и поверхностная диффузия. Для того чтобы учесть негомогенность структуры адсорбентов, при экспериментальном и теоретическом изучении кинетики адсорбции микропористыми адсорбентами в настоящее время широко используется представление о бипористой структуре таких адсорбентов [18], которое предполагает два предельных механизма массопереноса диффузия в адсорбирующих порах (например, в кристаллах цеолита) и перенос в транспортных порах. [c.50]

В молекулярных ситах, например цеолитах или силикалите, каждая молекула адсорбата в порах взаимодействует с адсорбентом. Если объем пор, доступный для молекул данного адсорбата, найти затруднительно, то адсорбцию следует определить как полное содержание а адсорбата в 1 г адсорбента. Во многих случаях адсорбции молекулярными ситами из-за высокой энергии адсорбции концентрация адсорбата в объеме газа вне сита много меньше, чем в его порах, так что а п . [c.131]

Рассмотрим возможность молекулярно-статистического расчета термодинамических характеристик адсорбции в атом-ионном приближении для потенциальной функции межмолекулярного взаимодействия молекула — ионный адсорбент. Заряды на образующих молекулы атомах, как и истинные заряды ионов адсорбента, часто неизвестны с нужной для расчета константы Генри точностью. Поэтому следует найти атом-ионные потенциалы межмолекулярного взаимодействия и уточнить их параметры, используя экспериментальные значения константы Генри для адсорбции опорных молекул данного класса адсорбатов. Далее, как и в рассмотренном в лекции 9 случае адсорбции на ГТС, надо проверить возможность переноса полученных атом-ионных потенциалов на другие молекулы данного класса. Использование атом-ионного приближения при адсорбции на ионных адсорбентах неполярных молекул требует учета дополнительного вклада в атом-ион-ный потенциал, вносимого поляризацией неполярной молекулы электростатическим полем ионного адсорбента (индукционное притяжение, см. табл. 1.1). Кроме того, при адсорбции ионными адсорбентами полярных молекул в рамках классического электростати- ческого притяжения надо учесть взаимодействие жестких электри- ческих дипольных и квадрупольных моментов молекулы с электростатическим полем ионного адсорбента (ориентационное притяжение, см. табл. 1.1). Затруднения, связанные с локализацией этих моментов в молекуле, значительно усложняют расчеты константы Генри для адсорбции полярных молекул на ионном адсорбенте. [c.205]

Рассмотренная в разделе 4 этой главы методика расчета изотермы адсорбции молекулярно растворенных веществ позволяет приближенно оценить равновесный расход адсорбента при разных способах осуществления адсорбционного процесса —при применении адсорберов с неподвижным слоем адсорбента или со нзвешснным слоем адсорбента. [c.109]

Старое разделение адсорбентов и молекул па неполярные и полярные не отражает различий в локальном распределении заряда на периферии. Неполярные молекулы с л-связями адсорбируются специфически качественно так же, как и полярные со свободными электронными парами. Характер и расположение полярных функциональных групп, положительных и отрицательных ионов на поверхности полярных адсорбентов по-разному влияет на молекулярную адсорбцию специфические адсорбенты второго типа сильно и специфически адсорбируют (кроме полярных молекул групп В ж D) неполярные молекулы непредельных и ар< матиче-ских углеводородов, а специфические адсорбенты третьего типа специфически не адсорбируют ароматические углеводороды, но сильно и специфически адсорбируют молекулы групп D (см. стр. 463). Для систематизации этих фактов полезна предложенная мною классификация. Она успешно используется в работах Баррера, Эверетта, Беленького (см. ссылкп [6—8] в нашей статье на стр. 148), в докладе И. Е. Неймарка (стр. 151) и др. [c.205]

Довольно подробно была изучена адсорбция кислорода на силикагеле и других адсорбентах. Мы остановимся только на результатах, касающихся системы кислород — силикагель [5], где исключено химическое взаимодействие. Исследование показало, что магнитная восприимчивость существенно зависит от толщины адсорбционного слоя, причем в полимолеку-лярном слое осуществляется равновесие между ординарными (парамагнитными) молекулами О2 и диамагнитными димерами (02)2 кислорода. Вообще следует иметь в виду, что при исследовании адсорбции молекулярного кислорода на основании уменьшения парамагнетизма системы нельзя делать выводы о хемосорбционном механизме. Для суждения о механизме процесса необходимо выделить ту часть потери парамагнетизма, которая зависит от изменения равновесия в реакции ассоциации кислорода 2О2 (Оа)2. [c.209]

Адсорбция, не сопровождающаяся образованием химического соединения обычного типа, в свою очередь делится на адсорбцию физическую и адсорбцию активированную. Физическая адсорбция обусловливается силами взаимного притяжения молекул. Эти силы часто называют вандерваальсовыми, поэтому физическую адсорбцию называют также вандерваальсовой адсорбцией. Молекулярные силы притяжения могут удерживать на поверхности адсорбента несколько слоев молекул поглощенного вещества — полимолекулярная адсорбция. (Следует, однако, иметь в виду, что в этом случае возможно также и образование только мономолекулярного слоя таким образом, наличие мономолекулярного слоя не исключает физической адсорбции.) При физической адсорбции поглощенное вещество не взаимодействует с поглотителем процесс протекает чрезвычайно быстро, и очень часто равновесие между фазами, участвующими в процессе адсорбции, устанавливается практически мгновенно. Адсорбция — процесс экзотермический. Выделяющееся при этом тепло называется теплотой адсорбции. Теплота физической адсорбции сравиительно невелика (ориентировочно от нескольких килоджоулей до нескольких десятков килоджоулей на моль поглощенного вещества) и [c.6]

Кроме указанных видов адсорбции, в растворах может происходить так называемая молекулярная или нейтральная адсорбция. Молекулярная адсорбция нейтральных молекул или комплексов обусловлена ван-дер-ваальсовыми силами и происходит по всей поверхности сорбента. Молекулярная адсорбция может достигать значительных величин, особенно если используются адсорбенты с хорошо развитой поверхностью. [c.146]

Рассмотреть энергетику эндотермической адсорбции несложно. На рис. 6, заимствованном из работы Де Бура [2], изображены две кривые потенциальной энергии. Одна из этих кривых относится к хемосорбции атомарного водорода на стекле, а другая — к физической адсорбции молекулярного водорода на том же адсорбенте. Энергетический уровень обоих атомов водорода, адсорбированных на стекле, выше энергетического уровня газообразного молекулярного водорода (в случае экзотермической адсорбции имеет место обратная картина, ср. с рис. 3). Эндотермич< ская адсорбция протекает по пути ABXEF. [c.34]

Для осуществления процесса адсорбент должен хорошо адсорбировать алкалоид в одних условиях и плохо —в других. Различают два вида адсорбции молекулярную и ионообменную. В первом случае происходит переход молекулы растворенного вещества из подвижной жидкой фазы в неподвижную твердую. Адсорбция осуществляется на поверхности твердого адсорбента без химической реакции. Адсорбирует не только внешняя поверхность адсорбента, но и поверхность внутренних мик-ропор. Во втором случае происходит обмен органических ионов [c.538]

При рассмотрении адсорбции газов и паров на твердых адсорбентах допускалось, что до адсорбции поверхность адсорбента свободна от молекул адсорбата и она постепенно заполняется адсорбатом с ростом давления в соответствии с изотермой адсорбции. При адсорбции из жидких растворов поверхность адсорбента всегда полностью занята молекулами растворителя и растворенного вещества. Растворенное вещество может адсорбироваться только вытесняя из поверхрюстного слоя молекулы растворителя, т. е. происходит обменная молекулярная адсорбция. Таким образом, в адсорбции из растворов участвуют как минимум два адсорбирующихся компонента. Примени-гельно к молекулярной адсорбции из бинарного раствора фун- [c.174]

Молекулярные адсорбенты. Самый распространенный молекулярный адсорбент — активированный уголь — используется в процессах выделения, очистки и разделения почти всех основных антибиотиков. Приготовление активированных углей сводится к различным способам удаления сорбированных вбЩеств, освобождению активной поверхности адсорбента [7]. Среди большого количества марок активных углей различают мелкий угольный порошок (например, весьма распространенный в процессах сорбции антибиотиков и пигментов в растворах антибиотиков уголь ОУ марки А) и уголь-крупку. Ввиду малой специфичности активированного угля как адсорбента его применение для выделения и очистки антибиотиков в одноактовом процессе не приводит к заметной очистке веществ. В колоночных хроматографических процессах угольный порошок используется лишь в лабораторных установках, в которых слой угля не превосходит нескольких сантиметров. Иначе возникают затруднения с прохождением раствора через колонку. Использование угля-крупки сопряженно в этих случаях с рядом других препятствий. С одной стороны, уголь-крупка обладает пониженной емкостью адсорбции, с другой, неплотная упаковка адсорбента не позволяет осуществлять высокоэффективный процесс истинной хроматографии. Один акт адсорбционного обмена между сорбентом и раствором в таких колонках осуществляется на высоте, в десятки раз превосходящей высоту, свойственную хроматографическим колонкам с плотной укладкой сорбентов. Тем не менее активированный уголь применяется для предварительной очистки антибиотиков, удаления из их растворов пигментов п в других случаях. [c.90]

Структура адсорбционного слоя может быть описана также, как образованная адсорбированными на поверхности клубками в недеформиро-ванном или деформированном состоянии. Во всех случаях принимается большая степень несвязанности сегментов полимерной молекулы с поверхностью адсорбента, что является существенным и принципиальным отличием структуры адсорбционных слоев полимеров от структуры адсорбционных слоев низкомолекулярных соединений. Наиболее обоснованы представления, основанные на том, что с изменением концентрации раствора происходят непрерывные изменения как формы макромолекул, так и их межмолекулярного взаимодействия, в результате чего структура адсорбционного слоя зависит непосредственно от условий адсорбции (прежде всего концентрации раствора) и при определенной концентрации на поверхность адсорбента переходят уже не изолированные макромолекулы, а молекулярные агрегаты [4]. Модель адсорбции молекулярных агрегатов является уже переходной моделью от структуры чисто адсорбционного слоя к поверхностным слоям, так как в принципе она предполагает наличие в адсорбционном слое макромолекул, входящих в молекулярный агрегат при условии, что ни один сегмент этой макромолекулы не взаимодействует непосредственно с поверхностью. [c.177]

Иногда на опыте обнаруживаются противоположные описанным выше закономерности уменьшение Г с ростом молекулярной массы полимера или прохождение зависимости Т М) через максимум. Подобные, не совсем обычные зависимости объясняются искажающим влиянием на адсорбцию пористости адсорбента, возрастающей с ростом М агрегавдей частиц дисперсной фазы (в результате которой часть поверхности исключается из адсорбционного взаимодействия), образованием в растворах полимеров при достаточно высоких М надмолекулярных образований и других факторов (подробнее см. [9]). [c.45]

Уменьшение адсорбции после максимума может быть объяснено усилением степени структурированности раствора и возникновением в растворе сплошной пространственной сетки макромолекул, затрудняющей, а в дальнейшем и препятствующей переходу макромолекул из объема раствора на поверхность адсорбента. Только при таком механизме можно объяснить отмеченное для многих систем полное прекращение адсорбции из растворов, концентрация которых превышает критическую. Однако, как следует из рассмотрения процессов агрегации, вполне возможен и другой механизм. Он заключается в том, что с ростом концентрации уменьшается константа агрегации. Необходимо учитывать, что в любых условиях, если в растворе существует равновесие в системе агрегат-молекула, то происходит и равновесное рапределение адсорбированных агрегатов и изолированных макромолекул, т.е. в процессе адсорбции проходит (но в иной степени) одновременная адсорбция молекулярных агрегатов (предпочтительно) и изолированных макромолекул. [c.39]

По своей структуре адсорбенты делятся на четыре основные группы непористые адсорбенты, имеющие сильно развитую наружную поверхность, на которой происходит MOHO- и полимолекулярняя адсорбция широкопористые адсорбенты, имеющие развитую внутреннюю поверхность, образуемую порами, размер которых составляет более 50-10- м. Характер адсорбционного процесса близок к процессу на непористых адсорбентах. При достаточно высоких давлениях происходит капиллярная конденсация и поры заполняются жидкостью тонкопористые адсорбенты имеют размер пор менее 50-10- м. Сильно адсорбирующиеся вещества заполняют поры уже при малых давлениях. По отношению к крупным молекулам тонкопористые адсорбенты полностью или частично ведут себя, как молекулярные сита неоднороднопористые адсорбенты имеют различное распределение объема пор по размерам. При адсорбции на этом типе адсорбентов проявляются черты, характерные как для второго, так и для третьего типа адсорбентов. [c.62]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология