Адсорбция саже, значения площади

Величина п зависит от массы т и удельной поверхности 5 адсорбента. Величину 5 твердого адсорбента можно изменять в процессе его синтеза и последующих обработок в довольно широких пределах. Во многих случаях, однако, свойства единицы поверхности твердого адсорбента практически не зависят от 5. Для графитированных термических саж это требование выполняется в пределах величин 5 от 6 до 30 м /г (эти сажи не получались с 5<6 м /г). Для силохромов и крупнопористых силикагелей с гидроксилированной поверхностью адсорбционные свойства единицы поверхности по отношению к молекулам средних размеров хорошо воспроизводятся в интервале значений 5 от 50 до 200 м /г, а для молекул небольших размеров по крайней мере до 300 м /г (см. рис. 3.6). Поэтому физико-химическую величину, которую можно сопоставлять для разных по природе систем, представляет в этих случаях адсорбция на единице площади поверхности адсорбента [c.130]

В табл. 14 представлены величины емкости первого слоя а , найденные из рис. 24. Удельная поверхность ацетиленовой сажи, измеренная методом тепловой десорбции аргона [180] и по адсорбции паров к-гексана, была равна 130 ж /г, а для ухтинской канальной сажи, по данным работы [181 ], —150 да /з. Рассчитанные из величин емкости площади, приходящиеся на одну молекулу в первом слое Одф при а , сопоставлены в этой же таблице с величинами вандерваальсовских проекций площадей молекул ш,ф, рассчитанными на основании вандерваальсовских значений радиусов атомов (рис. 25). Как видно из табл. 14, вычисленные из значений площади, приходящиеся на одну молекулу в первом слое при адсорбции п-нитроанилина, и-хлоранилина, фенола и резорцина, превышают значения вандерваальсовских размеров площадей проекций их молекул в среднем на 25%. То обстоятельство, что при адсорбции из растворов применение уравнения БЭТ приводит к количеству слоев, близкому к единице, заставляет более [c.80]

Для определения удельной поверхности 5 обычно пользуются построением изотерм адсорбции паров простых веществ N2, Аг, Кг при низких температурах. Эти вещества отличаются большими значениями константы к. За стандарт принимается величина азт, т. е. площадь, занимаемая одной молекулой азота, адсорбированной при 78 К графитированной сажей. При этих условиях <Ит= =0,162 нм2. [c.340]

Основываясь на полученных результатах, можно представить себе такого рода общую картину. Значения удельной поверхности, вычисленные с помощью метода БЭТ по адсорбции азота, согласуются в пределах 10—20% с значениями, рассчитанными по размерам частиц, которые определяются методом электронной микроскопии. Расхождения между этими значениями не превышают, видимо, ошибки эксперимента и неточности вычислений. Распределение частиц сажи по размерам, неопределенность плотности, наличие внутренней поверхности и отклонение от сферичности — все это должно приниматься во внимание при оценке точности вычисления площади поверхности 5 , определяемой методом электронной микроскопии. В то же время на величину должны влиять экспериментальные ошибки адсорбционных измерений и ошибка в определении х,п по изотерме адсорбции. [c.88]

Недавно Киселев и сотр. [133] сравнили адсорбцию этана и этилена на графитированной саже. Используя значение удельной поверхности, найденное по данным адсорбции азота, они привели значения эффективной площади молекул 22,7 и 22,6 соответственно для этана и этилена. Для обоих паров правильность значения емкости монослоя по БЭТ подтверждалась резким спадом изостерической теплоты при 6=1. [c.99]

Обычно для оценки удельной поверхности используют адсорбцию жирных кислот, поскольку они очень часто ориентируются перпендикулярно поверхности, занимая в плотном монослое площадь 20,5 в расчете на молекулу. Вертикальная ориентация жирных кислот наблюдается, например, на саже [47], не слишком электроположительных металлах [48, 30] и двуокиси титана [49]. Во всех этих случаях происходит, по-видимому, хемосорбция, которая обусловлена либо образованием водородных связей, либо даже образованием солей с окислами поверхности. Чтобы исключить многослойную адсорбцию поверх первого слоя, используют полярные растворители, но и при этом кажущаяся площадь может зависеть от природы растворителя. Если принять а равной 20,5 А то полученные величины удельной поверхности могут оказаться как меньше, так и больше соответствующих значений, оцениваемых по адсорбции газов. При адсорбции стеариновой кислоты на двуокиси титана [50] (см. упражнение IX-4) сказывается либо уменьшение параметров решетки, определяющих ст , либо слишком плотная упаковка молекул в пленке. В случае адсорбции на металлах может происходить полимолекулярная адсорбция или химическое взаимодействие кислоты с окисной пленкой на поверхности металла. Кроме того, следует иметь в виду, что ориентация молекул на поверхности может значительно отличаться от вертикальной. Так, молекулы стеариновой кислоты, адсорбирующиеся на графитированной саже, ложатся на поверхность плоско (рис. IX-7). При этом адсорбция все еще описывается уравнением Лэнгмюра [51]. Таким образом, оценивать удельную поверхность по адсорбции жирных кислот следует весьма осторожно. [c.320]

Кроме указанных особенностей, дифференцированный подход к выбору адсорбата должен с особой тщательностью проявляться при оценке площади соо, приходящейся на одну молекулу в плотном мономолекулярном слое, адсорбированном на твердой поверхности. Из литературы известно, что посадочная площадка атомов и молекул в зависимости от природы и расположения силовых центров адсорбата изменяется, причем иногда в достаточно широких пределах. Так, при адсорбции бензола на графитированных сажах было найдено значение шо для молекулы, которое равно 40 А [55], в то время как на гидратированных кремнеземах — 50 А [45]. Для криптона значение Шо колеблется от 15 до 22 А в зависимости от природы поверхности твердого тела [37, 38, 40, 56—58], для аргона от 14 до 17 А [41—43, 59—61] и т. д. [c.156]

Т. М. Буркат, Ю. С. Николаев. Согласно данным, приведенным в докладе, в случае совместной адсорбции воды и органических соединений (бензол, циклогексан, гексан) на поверхности сажи площадь поверхности, приходящаяся на единичную молекулу воды в монослое, составляет 0,083, 0,081 и 0,071 нм . Эти значения меньше собственного геометрического размера молекул воды 0,105 нм , вычисляемого из мольного объема. При расчете этого размера предполагается расплющенное состояние адсорбционной пленки и не учитывается тетраэдрическая направленность водородной связи. Между тем поверхностная плотность воды, соответствующая площади 0,080— 0,083 нм на одну молекулу, часто используется в связи с формированием мономолекулярного слоя воды. В наших опытах при адсорбции воды на ЗпОа различной пористой структуры и степени кристалличности при заполнениях, соответствующих плотности расположения молекул воды около 0,086 нм на единичную молекулу, [c.165]

Для определения структурного индекса очень важно знать истинные значения дисперсности или удельной поверхности саж. В ранних работах для расчета структурного индекса использовали значение удельной поверхности, вычисленное по диаметру частиц, измеренному при помощи электронного микроскопа. Однако эта поверхность для ряда саж оказывается завышенной на величину площади контакта (сплавления) между частицами в структуре. Для таких саж удельная поверхность, измеренная методом адсорбции азота [c.62]

Как следует из рис. 44, а, изотерма адсорбции пентана на графоне имеет крутой изгиб. Аналогичная ситуация наблюдается при адсорбции бензола и н-гексана на ряде других графитиро-ванных саж. Выбрав разумные значения площади поперечного сечения молекул бензола (40 А2) и молекул н-гексана (51 А ), Исирикян и Киселев [17] получили блестящее соответствие между значениями удельной поверхности, измеренными с помощью этих двух адсорбатов и с помощью азота для каждого из четырех образцов графитированных саж (табл. 15). Значение Хт, определяемое по графику БЭТ, хорошо согласуется с величиной адсорбции в точке В. [c.96]

Недавно Пирс и Эвинг [135] получили доказательства того, что адсорбция на графите имеет локализованный характер. Они полагают, что каждая молекула азота занимает на поверхности графита центр, включающий четыре элементарных шестиугольника. Поэтому эффективная площадь молекулы азота составляет примерно 20 А . Однако для неграфитированной сажи они принимают обычное значение 16,2 А . [c.91]

Так, весьма интересны результаты работ Киплинга и Райта по адсорбции стеариновой кислоты из растворов в различных растворителях. Киплинг и Райт [9] применили в качестве адсорбента два различных типа сажи — сферон 6 и графой. Оказалось, что изотермы, полученные для сферона 6, заметным образом зависят от природы растворителя (рис. 152). Эти авторы применили уравнение типа уравнения Ленгмюра и поэтому смогли вычислить по уравнению (4.9) значения емкости монослоя. Найденные таким образом значения Хт, как было отмечено, значительно различаются сообразно с природой растворителя. Если отвергнуть предположение о том, что ориентация молекул стеариновой кислоты на поверхности сажи сферон и, следовательно, площадь Ат Для молекулы стеариновой кислоты зависят от природы растворителя, то следует сделать вывод, что растворитель также заметно адсорбируется на саже сферон. [c.320]

Наиболее надежен метод определения площади поверхности I г сажи (удельной поверхности), разработанный Брунауэром, Эмметом и Теллером (метод БЭТ) основанный на адсорбции азота сажей. Некоторые фирмы используют этот метод в качестве контрольного. Удельную поверхность можно также подсчитать по электронномикроскопическим снимкам, рассматривая частицы сажи как гладкие сферы. Если значения, полученные при помощи метода БЭТ, превышают значения, рассчитанные по электронным микрофотографиям, то частицы сажи считаются пористыми отношение этих двух величин называется индексом пористости . В соответствии с этим показателем пористыми (в некоторой степени) следует считать канальные сажи, применяемые в производстве резины, и печные сажи типа F и S Pe. [c.270]

Получены также [11] изотермы адсорбции этилена на графити-рованной при 2800 °С саже при 6 температурах от —60 до —125 °С. Было показано, что абсолютная величина адсорбции а на базисной плоскости графита при —100°С и Ps = 394,0 мм рт. ст. (так же, как и для азота, бензола и н-гексана) зависит только от природы системы адсорбат—адсорбент. При низких значениях pIps изотермы обращены выпуклостью к оси давлений вследствие сильного притяжения при заполнении первого монослоя. При больщих величинах pips характер изотерм изменяется, по-видимому, в связи с заполнением второго слоя. При —125 С появляется петля гистерезиса, обусловленная капиллярной конденсацией в зазорах, образованных полиэдрическими частицами сажи. Петля гистерезиса становится более отчетливой с увеличением поверхностного натяжения 0 и мольного объема жидкости Vm. Площадь, занимаемая молекулой этилена при плотном монослойном покрытии Ыт равна 21,5 А . Дифференциальная теплота адсорбции Qa возрастает с увеличением степени заполнения поверхности 0 до максимума при 0=1, а затем резко падает до величины, равной теплоте конденсации. При 0 = 2 кривая зависимости Qa от 0 проходит через второй, более слабый максимум. Рассчитанные на основании экспериментальных данных кривые зависимости свободной энергии и энтропии адсорбции от заполнения поверхности графитированной сажи носят волнообразный характер. Л5а проходит через минимум, равный —5 э. е. при 0 = 1. При переходе к заполнению второго слоя А5а возрастает и переходит в положительную область, однако при 0 = 2 появляется второй минимум в отрицательной области. Стандартные величины термодинамических функций (при 0=0,5 и — 100°С) равны Qa=5,4 ккал/моль, р (химический потенциал) = =—1,8, UI = — (Qa—L) =—1,8 ккал/моль, L = 3,59 ккал/моль, ASi = 0. [c.147]