Что такое диффузия

При малом размере пор, когда длина свободного пробега молекул много больше радиуса пор, фактором, определяющим скорость диффузии, становится частота соударений со стенками пор. Такая диффузия называется молекулярной, или кнудсеновской. При столкновении адсорбирующихся молекул с поверхностью они некоторый интервал времени фиксируются на активных центрах адсорбента и только после этого, благодаря тепловому движению, удаляются в газовую фазу. Коэффициент молекулярной диффузии определяется средней тепловой скоростью движения молекул и и диаметром поры d [c.186]

В дальнейшем было установлено, что если облучение ведется прн комнатных температурах, то щелочной ион диффундирует от образовавшегося А1-центра, однако понижение температуры кварца до 80—90 К и ниже препятствует такой диффузии (в этом случае наблюдается СТС от щелочного иона), и характеристики наблюдаемых в этом случае А1-центров несколько отличаются от вышеприведенных. Аналогичным образом основные спектроско- [c.53]

Если концентрация заметно растет в направлении, встречном потоку, то можно говорить о продольном перемешивании и осевой диффузии. По мнению Венера и Вильгельма при наличии такой диффузии особое внимание следует обращать на граничные условия реактора. [c.185]

Пленочная модель не учитывает влияния движения фазы на перенос вещества. При молекулярной диффузии перенос вещества осуществляется вследствие колебательного движения молекул. Как уже отмечалось, такая диффузия имеет место в неподвижной среде или в ламинарном потоке. В случае же турбулентного режима одновременно с общим движением потока происходит поступательное движение отдельных частиц в направлении, перпендикулярном общему движению (турбулентные пульсации). [c.147]

В качестве восстановления используют синтез-газ, водород, азотоводородную смесь. Имеет место образование цинк-хромовой шпинели вследствие диффузии более подвижного компонента — СгзОз — на поверхность менее подвижного — ZnO. В результате такой диффузии ZnO покрывается мономолекулярным слоем СггОз, дальнейшая диффузия молекул СггОз в кристаллическую решетку ZnO приводит к образованию каталитически активной шпинели [152, 153]. Восстановление проводят либо в самой колонне синтеза при очень медленном нагреве, либо в специальном аппарате. В процессе восстановления изменяется физико-химическая характеристика контактной массы. Восстановленная масса имеет насыпную плотность 1,28 г/см пористость 36%, удельную поверхность -150 м2/г. [c.154]

Когда диаметр пор намного меньше длины свободного пробега, скорость диффузии определяется частотой столкновения молекул со стенками поры. Такая диффузия называется кнудсеновской. Коэффициент кнудсеновской диффузии для зерен катализатора с цилиндрическими порами может быть вычислен по формуле [c.365]

Вещество А в таких реакциях реагирует с веществом В, образуя продукт АВ (рис. 131). Толщина слоя продукта реакции АВ с течением времени возрастает. Для протекания реакции необходимо, чтобы вещество А непрерывно диффундировало к поверхности вещества В через слой продукта реакции АВ. Если скорость такой диффузии неизмеримо меньше скорости химической реакции между Л и 5, то кинетика процесса полностью определяется скоростью диффузии. [c.215]

Перемещение свободной валентности в жидком углеводороде происходит за счет диффузии R- и ROj-. По-иному осуществляется этот процесс в твердом полимере, где R- и ROj- —макрорадикалы. Они перемещаются в пространстве прежде всего за счет диффузии сегментов макромолекулы, несущих свободную валентность. Однако такая диффузия ограничена некоторым эффективным радиусом и приводит к встрече радикалов только при их очень высокой концентрации. Поэтому перемещение свободной валентности происходит по так называемому эстафетному механизму, включающему смещение сегмента, несущего свободную валентность, и его реакцию с соседним сегментом, т. е. передачу свободной валентности другому участку макромолекулы. Возможен и деструктивно-диффузионный механизм перемещения свободной валентности, когда макрорадикал или распадается на макромолекулу и свободный радикал, или реагирует с низкомолекулярной примесью с образованием свободного радикала, небольшого по массе и объему, последний диффундирует и встречается с макрорадикалом. [c.293]

Адсорбированные на поверхности твердого тела молекулы могут переходить от одного центра к другому. Такая диффузия называется поверхностной. [c.187]

Диффузия может сопровождаться взаимодействием диффузанта (диффундирующего вещества) с конденсированным телом. Закономерности такой диффузии совершенно иные движение молекул перестает подчиняться вероятностному закону [26, 154]. Это пример специфической диффузии. Подобный процесс можно наблюдать, например, при переходе углерода от аустенита к цементиту, [c.126]

Очевидно, перенос веществ к внутренней поверхности катализатора может достигаться в результате их диффузии в порах, как и транспорт продуктов реакции к внешней поверхности катализатора. Характер пористости катализатора может благоприятствовать такой диффузии или затруднять ее. [c.405]

В-третьих, допускают, что не происходит размывания хроматографической зоны в результате продольной диффузии от одной тарелки к другой, т. е. предполагается, что вообще такая диффузия отсутствует. Подобное утверждение противоречит второму допущению, однако это не учитывается. Эффекты продольной диффузии особенно существенны при низких скоростях потока подвижной фазы, когда компоненты подвижной фазы имеют достаточно времени для беспорядочного дрейфа между тарелками, что приводит к размыванию хроматографической зоны. [c.534]

Для разработки теории этого эффекта необходимо было изучить связь между диффузией в подвижной фазе и путями потока. В результате возникла теория вихревой диффузии. Основной вывод из этой теории легко усвоить так как о/ частично зависит от всего многообразия изменений путей, то а становится зависимой от времени такой диффузии. Это время просто равно /м, которое, в свою очередь, зависит от V. Если V велико, то время, необходимое для изменения пути, уменьшается и а увеличивается. Таким образом Я/ становится отчасти зависимой и от V. [c.541]

Как правило, мембраны, полученные путем испарения растворителя без распада исходного раствора на фазы, обладают диффузионной проницаемостью. Для обеспечения высокой фазовой проницаемости мембран наиболее эффективным методом их получения является образование полимерных студней вследствие разделения на фазы концентрированных растворов полимеров. Поскольку в зонах флуктуаций, имеющихся в концентрированных растворах, концентрация полимера выше, чем средняя концентрация полимера в растворе, появляется градиент химического потенциала, который является движущей силой массопереноса, что приводит к диффузии полимера из области высокой концентрации в область низкой концентрации и к самопроизвольному рассасыванию флуктуаций. Пока условия такой диффузии [c.83]

Эта глава посвящена значительно менее изученным вопросам — скоростям и кинетике сорбционных процессов. Отличительная особенность диффузии в цеолитах состоит в том, что диффузия происходит в порах, размер которых близок к размерам молекул. Теория такой диффузии сложна и недостаточно разработана чтобы она развивалась, необходимо накопить достаточно богатый экспериментальный материал. Хотя уже теперь начинают складываться некоторые общие представления, тем не менее, как уже говорилось, закономерности диффузии в цеолитах весьма сложны и коэффициент диффузии О) является одной из самых нестабильных констант. Обзор данных по диффузии в цеолитах недавно опубликован Баррером [1]. [c.461]

Адсорбционные емкости (в таблицу они не включены) оказались выше для Н-формы. Поскольку теплоты адсорбции на двух образцах почти одинаковы, повышение емкости авторы объясняют увеличением объема каналов при удалении ионов Ка. Анализ моментов позволил определить энергию активации диффузии как в системе макропор, так и внутри кристаллитов. Поскольку в макропоре осуществляется кнудсеновская диффузия или, возможно, объемный поток, энергия активации такой диффузии невелика и ее скорость слабо зависит от температуры. В микропорах внутри кристаллитов скорость потока экспоненциально зависит от температуры и энергии активации значительно выше. [c.492]

Таким образом, скорость обыкновенной диффузии пропорциональна градиенту парциального давления, что не является неожиданным. Скорость диффузии очень велика при большом градиенте парциального давления и, наоборот, мала при малом градиенте. Установление однородности за счет диффузии может продолжаться иногда много часов.. Чем выше давление, тем меньше длина среднего свободного пробега молекул и тем медленнее диффузия. Когда давление. понижается настолько, что средняя длина свободного пробега приближается к размерам сосуда, формула (62) теряет свое значение, так как столкновения между молекулами перестают играть главную роль. При низких давлениях диффузия фактически происходит со скоростью теплового движения молекул, так как молекулы сразу попадают в самые отдаленные части сосуда без каких-либо препятствий. Такую диффузию часто называют мгновенной. [c.28]

Ускорить рост бактерий можно созданием таких условий, при которых облегчается поступление питательных веществ из среды выращивания. Наиболее быстро и беспрепятственно питательные вещества могут поступать к бактериям в жидкой среде. В гелевых, агаровых и желатиновых средах, широко применяемых в бактериологической практике, поступление питательных веществ к клеткам бактерий происходит медленнее, причем с увеличением плотности среды скорость диффузии падает. Так, диффузия в 4% агаровой среде и 20% желатиновой среде иа 60% замедлена но сравнению с 1% агаровой и 5% желатиновой средами. Замедленная диффузия в плотных средах ведет к появлению вокруг растущей на этой среде колонии зоны, обедненной питательными ве- [c.64]

Такая диффузия называется обычной, или изотермической, диффузией в отличие от термической диффузии, которая возникает из-за разницы в температуре, или от диффузии (потока) под действием разницы в давлении, или от принудительной диффузии, вызванной какой-нибудь другой внешней силой. В данной книге, кроме обычной диффузии, рассматривается только принудительная диффузия, вызванная действием электрического поля, т. е. ионная миграция (проводимость). [c.174]

Рассмотренные выше законы диффузии справедливы, если перенос массы обусловлен только градиентом концентрации. Однако часто в растворе, кроме градиента концентрации, имеет место еще и градиент температуры или градиент потенциала, который также дает вклад в перенос массы. В этих случаях могут стать важными явления наложения. Так, диффузия растворенных электролитов благодаря разным подвижностям ионов приводит к появлению разности электрических потенциалов в растворе, которая влияет на скорость диффузии. [c.183]

Гель-эффект (эффект Тромсдорфа) — ускорение полимеризации на глубоких стадиях, вызванное увеличением вязкости системы и диффузионными затруднениями стадии обрыва цепи. При обрыве цепи в полимеризации акту обрыва предшествует диффузия одного клубка—макрорадикала в другой. В разбавленном растворе макромолекул такая диффузия клубка в клубок идет быстро и не лимитирует акт обрыва цепи. С повышением вязкости системы диффузия клубка в клубок замедляется и, начиная с некоторой глубины полимеризации, лимитирует обрыв цепи. Вследствие этого число активных центров растет и скорость полимеризации увеличивается. [c.223]

В. хорошо растворим во многих метал,лах (Ni, Pt, Pd и др.) наибольшая растворимость наблюдается в палладии 850 объемов В. на 1 объем Pd, С растворимостью В. в металлах связана его способность диффундировать через них такая диффузия иногда сопровождается газовой коррозией, обусловленной разрушением углеродистого сплава металла (напр., стали) вследствие декарбонизации. При вы- [c.310]

Гиддингс рассчитал эффект такой диффузии между участками с различной скоростью на член независимой скорости или многоканальности пути в уравнении ВЭТТ для колонок с насадкой . Эффект диффузии снижает величину этого члена. Там, где ван Деемтер и др. вывели уравнение [c.10]

Электролитические покрытия можно еще прочнее связать с подслоем с помощью последующей термической обработки. Верхний слой частично диффундирует в основной металл [54] и дает хороший сплав. У мягких металлов такая диффузия происходит уже при комнатной температуре. Например, тонкий слой олова или цинка на меди исчезает по истечении сравнительно небольшого времени. [c.612]

Кроме того, поскольку электричество во внутренней цепи может перемещаться только с ионами, необходимо, чтобы эти ионы могли диффундировать из одного сосуда в другой. Такая диффузия возможна, если а) сосуды отделены друг от друга пористой перегородкой или б) сосуды соединены друг с другом при помощи так называемого электролитического ключа последний представляет собой перевернутую U-образную трубку с раствором какого-либо электролита (обычно КС1). [c.231]

Прямое подтверждение того, что молекулы движутся, можно получить при наблюдении за двумя чистыми веществами, соприкасающимися друг с другом. По истечении некоторого времени эти вещества проникают друг в друга. Результаты такой диффузии можно увидеть в камнях с прожилками, а также при помещении кристалла в жидкость (например, перманганата калия в воду), но особенно легко и быстро удается наблюдать диффузию, если привести в соприкосновение бесцветный и окрещенный газы (рис. 6.12). Объем, давление, температура и число молей в такой системе остаются постоянными не происходит образования новых молекул, и все же газы перемешиваются вследствие изменения при этом химического потенциала. Мы настолько часто наблюдаем такое перемешивание веществ, что редко задумываемся над его причинами, и все же удивляемся, когда узнаем, что диффузия веществ не требует изменения энергии. [c.240]

Рассмотрим теперь чистый воздух — систему молекулярной степени дисперсности. Молекулы газа находятся в беспрерывном движении и способны к диффузии. Результатом такой диффузии будет то, что в отличие от первой системы газ не будет падать на землю, а находясь в постоянном поле тяжести, будет распределяться около земли слоем вполне определенной толщины. В такой высокодисперсной системе частицы также испытывают тенденцию оседать на землю, однако этому препятствует диффузия поэтому между диффузионной способностью и силой земного тяготения установится вполне устойчивое состояние подвижного равновесия. Такую систему можно характеризовать как вполне кинетически устойчивую. [c.65]

В некоторых случаях возникает поверхностная диффузия, т. е. двумерное движение адсорбированных молекул на стенках пор (Фолмер). Обычно такая диффузия не играет большой роли в катализе при высоких температурах ее участие в переносе массы, вероятно, возрастает в условиях физической адсорбции, например в случае каталитического дегидрирования этанола при низких температурах. [c.284]

На практике такая диффузия наблюдается в аппаратах с фиксированной поверхностью контакта и в аппаратах со смоченнымп стенками. [c.208]

Влияние направления диффузии на массоотдачу. Рассмотрим два предельны случая влияния направления диффузии на перенос вещества в каждой фазе. В первом случае путем диффузии переносится к границе раздела фаз лишь один компонент (однонаправленная диффузия). Такая диффузия характерна для процессов абсорбции и жидкостной экстракции. Концентрация переносимого компонента падает в направлении к границе раздела фаз, но общая концентрация смеси компонентов (плотность фазы) не может быть различной и р,зз-пых точках фазы. Поэтому уменьшение абсолютной концентрации, вызванное падением концентрации диффундирующего компонента, компенсируется за счет возникновения потока всей массы газа (жидкости) в направлении к границе раздела фаз — так называемого массового, или стефанового, потока. [c.400]

Реакции, ведущие к образованию подобных фигур, называют периодическими, или ритмическими. Это следствие одного из свойств студней (и гелей) —их способности принимать вследствие диффузии иоиы, молекулы низкомолекулярных веществ и частицы ультрамикро-гетерогенных систем, проникающих в петли молекулярной сетки. Скорость такой диффузии зависит как от частоты молекулярной сетки данной системы, так и от размера диффундирующих частиц. [c.243]

Де Кудр и Уотсон на опыте убедились в том, сколько затруднений причиняют свойства кварцевого стекла и его проницаемость для водорода при высоких температурах и давлениях. Сильная кристаллизаци.ч кварцевого стекла обусловлена минерализующим действием горячего водяного пара, чему сильно способствует наличие даже следов железа и ржавчины, действующих как типичные катализаторы. Кроме того, внутри стальной бомбы, использовавшейся де Кудром, в жидкости всегда образуются пузырьки вследствие диффузии водорода через тонкостенный сосуд из кварцевого стекла. Вюстнер позднее подтвердил такую диффузию через кварцевое стекло. Количество газа, адсорбированного за [c.556]

Оказывается, что скорости распространения облаков газа, дыма или детских воздушных шаров в атмосфере одинаковы. Это объясняется тем, что блуждания, вызываемые вихрями в атмосфере, переносят все, что в ней находится. Такая диффузия носит название турбулентной. Движение па основе блужданий является некоторой противоположностью направленного механического движения. Конечно, описывать результаты блул<даний можно только статистически. Рассмотрим, например, блуждания частицы вдоль линии. Пусть из некоторой точких выходит группа блуждающих частиц. Очевидно, что они будут рассеиваться как некоторое облако в обе стороны. Для того чтобы количественно охарактеризовать это рассеяние, рассмотрим положение одной из точек после (и+1) блужданий или шагов. Если длина шага равна Л,то [c.187]

В жидкокристаллич состоянии липидные молекулы способны легко мигрировать вдоль пов-сти бислоя Коэф лат альной диффузии липидов лежит в пределах 10" -10 mV При переходе бислоя в гелевое состояние скорость такой диффузии резко падает Миграция липидных молекул с одной стороны бислоя на другую (т наз олип-флоп) происходит медленно Полупериод флип-олопа составляет неск часов или даже дней, что обусловлено необходимостью преодоления высокого энергетич барьера при переносе полярной головки липидной молекулы через гидрофобную область бислоя [c.597]

Агрегация М(0) предполагает его поверхностную диффузию на значитель ое расстояние. Покажем на простом примере, к чему может привести такая диффузия. Если атом М(0) связан с носителем силами физической адсорбции, энергия активации поверхностной диффузии М(0) составляет приблизительно 12 кДж/моль. Принимая нормальное значение нредэкс-поненциального множителя в уравнении диффузии, получим оценочную величину коэффициента диффузии М(0) при 700 К, равную примерно 10 Отсюда следует, что среднеквадратичное расстояние поверхностной диффузии, предположим за 10 мин при 700 К, во много раз больше значения, требуемого для протекания агрегации. [c.253]

Релаксационный механизм 2, который наиболее часто встречается в непроводящих твердых телах, зависит от числа неспаренных электронов в веществе, в большинстве случаев обусловленного присутствием парамагнитных ионов в кристалле. Однако иногда механизм релаксации может быть связан и с наличием центров окраски. Магнитный момент электрона, будучи в 10 раз больше магнитного момента ядра, создает около себя большие переменные магнитные поля и вызывает быструю релаксацию ядерного спина у рядом расположенных ядер. Переменное поле обусловлено малым временем спин-решеточной релаксации электрона в изоляторах (Г] электрона а 10 — 10 сек) за счет спин-орбитальной связи электрона с решеткой (раздел П1,А, 2). Ядра, удаленные на 10 или более ангстрем от электронного спина, мало подвергаются действию его магнитного поля, так как оно уменьшается с расстоянием пропорционально 1/гЗ. Однако и эти ядра в присутствии электронного спина релаксируют быстрее за счет диффузии ядерного спина. Ядра, удаленные от неспаренного электрона, являются горячими в том смысле, что в присутствии сильного радиочастотного поля они окажутся дальше от термического равновесия, чем ядерные спины, близкие к примесному центру, и, следовательно, суммарная спиновая поляризация будет смещена к примесному центру за счет диполь-дипольного взаимодействия при одновременных спиновых переходах между одинаковыми спинами и без изменения суммарной энергии. Скорость такой диффузии спинов пропорциональна 1/Т2. Количественное выражение для времени ядерной релаксации, включающее величины концентрации примеси, времени релаксации электронного спина и времени ядерной спин-спиновой релаксации было получено Ху-цишвили [57] достаточно строгим способом для малых концентраций примеси. Несколько сот частей парамагнитных примесей на миллион могут дать времена релаксации в пределах от 10- до 10"3 сек при комнатной температуре. [c.26]

В тех случаях, когда полиэдры велийи (например, кубооктаэдр, додекаэдр, тетрадекаэдр и другие еще ббльшие полиэдрические группировки), внутри них образуются довольно большие свободные полости. Ниже будет показано, что в структурах, образованных большими полиэдрами (например, в структурах цеолитов), полигональные грани могут быть общими для двух полиэдров, причем сами эти грани могут иметь значительные свободные диаметры . Эти грани дают возможность молекуле- гостю мигрировать между полиэдрами. Таким образом, создается трехмерная сетка каналов. В других структурах свободный диаметр полигональных граней слишком мал, чтобы допустить такую диффузию. В этом случае молекулы- гости размещаются внутри решетки в процессе ее образования. [c.289]

Исходным состоянием водорода для диффузии в глубь металла является слой адсорбированных на поверхности металла атомов водорода, или адатомов. Движущей силой диффузии является градиент концентрации водорода внутри металла катода. Если процесс диффузии рассматривается при условии постоянства температуры, то такая диффузия называется изотермической, или, концентрационной. Диффузия водорода в металле может вызываться также неравномерным распределением температуры по объему металла. В этом случае, встречающемся, например, при сварке металла, диффузия будет происходить под действием градиента температуры, поскольку в различных объемах металла будет различная степень насыщения водородом. Такая диффузия называется термической. Диффузию водорода в металле 1Чожет вызвать также неравномерное поле механических напрял<ений (см. раздел 2.9). [c.8]

Таким образом, если в растворе K l диффундируют следы ионов Na+, то их поток хорошо описывается простой формой первого закона Фика, так как i пренебрежимо мало, а D12 практически равен нулю. Однако диффузия ионов К+ в таких условиях не подчиняется простой форме закона Фика, так как Di2=7 0. Градиент концентрации ионов Na+ при любом его значении в некоторой степени влияет на поток ионов К+. Для самодиффузии, которую в некотором отношении можно рассматривать как особый случай трассерной диффузии, выводы аналогичны (см. разд. 3.4.5). Так, диффузию радиоактивных ионов Na+, следы которых введены в раствор Na l, можно точно описать-простой формой закона Фика, но в выражении для потока неактивных ионов Na+ относительно высокой концентрации эффектом наложения пренебречь нельзя поток неактивных ионов натрия зависит от градиента концентрации ионов радиоактивного Na+, присутствующего в виде следов. [c.251]

В зависимости от условий эти три процесса переноса в каждом случае дают разный вклад в перенос массы. Если жидкость как целое находится в покое, вязкое течение не влияет на поток если химический потенциал (активность) -го вещества постоянен во всей магериальной системе, диффузия не имеет значения и, наконец, если электрический заряд частиц рассматриваемого -го вещества равен нулю, электрическое поле не дает непосредственного вклада в поток. Однако на практике редко один процесс протекает изолированно от двух других. Так, диффузия изменяет концентрацию раствора и соответственно его плотность, что вызывает конвекцию, т. е. вязкое течение. Электрический ток, проходящий через электролит, способствует изменению концентрации вблизи электродов, что обусловливает диффузию. В большинстве случаев конвекция также дает вклад в суммарный перенос массы. Кроме этого, при диффузии электролита из-за различной подвижности разных ионов в растворе возникает градиент электрического потенциала, влияющий на поток даже в отсутствие внешнего электрического поля. Тем не менее при теоретическом обсуждении переноса массы отдельное рассмотрение трех типов переноса можно считать оправданным, поскольку таким образом подчеркиваются важные соотношения и исключаются трудности, возникающие при их единой обработке. [c.301]

Указанное рассеяние ионной атмосферы является следствием свободной диффузии. Из места скопления, где ионы удерживались электрическими силами, после удаления центрального иона, вещество будет диффундировать в окружающую среду. СК0Л )К0 времени потребуется для такой диффузии Для оценки времени диффузии воспользуемся известным уравнением диффузии, г ер-вым законом Фика. Количество продиффундировавшего вещества дт зависит от коэффициента диффузии ко и перепада кон-d [c.139]

Наблюдение резкой границы само по себе представляет интерес, поскольку образование этой границы вызвано быстрой адсорбцией на ограниченном числе центров. Наиболее просто такую диффузию можно рассматривать как беспорядочный процесс перемещения и принять, что расстояние, на которое ]1е )еместится [c.192]