Адсорбция приходящейся на молекулу

Нам кажется, что в настоящее время имеются экспериментальные данные, которые говорят в пользу первой точки зрения. Рассмотрим это на примере адсорбции молекул воды на микропористом стекле и различных силикагелях. В работе [4] было показано, что первые порции воды адсорбируются на силикагеле с теплотой адсорбции 17—20 ккал моль. Это показывает, что адсорбция происходит не по механизму водородной связи здесь имеют место связи более сильные, чем водородные. В работе Йетса [5] было показано, что при адсорбции молекул, способных вступить в водородную связь с ОН-группами поверхности, наблюдается значительное уменьшение (сжатие) размеров адсорбента, которое объясняется образованием водородной связи на поверхности. Адсорбция первых порций молекул воды не приводит к уменьшению размеров адсорбента и лишь последующая адсорбция приводит к сжатию. Авторы приходят к выводу, что адсорбция большинства молекул при малых заполнениях происходит без образования водородных связей. Анализ спектров ЯМР [4, 6] также показывает, что в области малых заполнений вода адсорбируется на силикагеле на других более активных центрах. Как было показано в работах Сидорова [7, 8], свободные ОН-группы поверхности пористого стекла не являются центрами адсорбции по отношению к молекулам воды и вода на дегидратированной поверхности адсорбируется на каких-то других центрах, названных (в отличие от ОН-групп) центрами второго рода. При этом наблюдалась полоса 3665 см , пе исчезающая вплоть до 300— 450 С. [c.180]

Тот факт, что закон действия масс в химической кинетике применим только к отдельным элементарным стадиям для гетерогенных процессов означает, что под свободным адсорбционным центром в выражении (III.1) подразумевается только набор одинаковых во всех отношениях центров адсорбции. Для энергетически неоднородной поверхности различные центры адсорбции приходится учитывать так же, как и различные по своей природе молекулы в газовой фазе, т. е. каждому типу центров адсорбции соответствует отдельное уравнение вида (III.1) — (111.3). [c.45]

Спектральное исследование взаимодействий макромолекул с поверхностью твердого тела во многом аналогично спектральному исследованию адсорбции обычных молекул. При адсорбции макромолекул также изучаются изменения спектра поверхностных групп твердого тела (см. главы IV и V) и соответствующих групп адсорбированных макромолекул, вступающих в специфическое взаимодействие с поверхностью. Однако исследование адсорбции макромолекул имеет и свои характерные особенности. В методической части встает очень трудная задача получения спектра групп, расположенных на поверхности твердого тела, и примыкающих к поверхности групп макромолекул на фоне сильного поглощения объема твердого тела и слоя адсорбированного и избыточного полимера (см. главу III). При интерпретации получаемых результатов приходится учитывать большую роль стерических препятствий во взаимодействии отдельных частей полимерных молекул с поверхностью. Проведенные к настоящему времени исследования в этой области применения ин- [c.261]

Таким образом, механизмы адсорбции достаточно сложны и зависят от химических характеристик поверхности. Примером может служить диссоциативная адсорбция двухатомных молекул, и в гл. 3 мы покажем, как можно использовать такие процессы для исследования свойств поверхности. Часто приходится учитывать образование на поверхности соединений, напоминающих комплексные соединения металлов. Высокая химическая активность поверхности имеет [c.34]

При низких температурах преобладает адсорбция неактивированных молекул СО на МпОг, тогда как адсорбция активированных молекул наблюдается выше —78,5°. Оба типа адсорбции происходят при температурах, лежащих в интервале между 200 и 300° К, однако при 300° К неактивированная адсорбция незначительна. На грамм МпОг приходится около 5-102 активированных адсорбционных участков, что эквивалентно 10% общей поверхности. Наиболее активные участки занимаются первыми они требуют малых энергий активации. Теплота молекулярной адсорбции СО составляет около 2,6 ккал [17]. При активированной адсорбции СО с теплотой адсорбции 40—45 ккал на моль происходит быстрое возрастание температуры [18]. [c.294]

Поскольку работа выхода электронов и удельные поверхностные энергии на разных гранях одного и того же кристалла могут иметь различные значения, представляет интерес изучить электронное взаимодействие при адсорбции посторонних молекул на поверхности монокристаллов. Исследование монокристаллов, однако, связано с целым рядом затруднений, поэтому в общем случае приходится ограничиваться изучением поликристаллических поверхностей, что также дает очень интересные результаты, так как сила взаимодействия весьма существенным образом зависит от природы металла и для одного и того же металла меняется при переходе от одного вида адсорбированных молекул к другому. [c.357]

В связи с необходимостью для химической адсорбции приведения молекул газа в более активное состояние в большинстве случаев для поглощения газа этим путем приходится повышать температуру твердого тела однако если твердое тело с химически адсорбированным газом подвергать нагреванию до температуры, более высокой, чем это требуется для устойчивости адсорбированного слоя, то газ можно снова согнать с поверхности или в прежнем виде или в виде химического соединения с твердым телом. [c.157]

Избирательность адсорбции на цеолитах еще более резко выражена для углеводородов с тройной связью в молекуле, например ацетилена, особенно при низких концентрациях его в газе. При обычных производственных температурах (20° С) активность цеолитов в 2—3 раза выше активности угля СКТ. С повышением температуры разница в адсорбционной способности цеолитов и активированного угля еще более увеличивается, что является отличительной особенностью адсорбции на синтетических цеолитах колебания температур перерабатываемого газа не играют столь существенной роли, как в случае применения активированного угля. В незначительном числе случаев ацетилен приходится извлекать из смесей, содержащих этилен. Высокий коэффициент разделяющей способности цеолитов по смеси этилен — ацетилен указывает на возможность их применения для целей очистки этилена от примесей ацетилена. [c.113]

Считается, что на единицу массы катализатора приходится активных центров, которые одинаково ведут себя по отношению к молекулам адсорбтива А. Начальная скорость адсорбции вещества [c.222]

С проявлением межмолекулярных сил приходится сталкиваться как при рассмотрении поведения нефтяных газов, так и при изучении процессов взаимодействия молекул в жидких нефтяных средах, а также при исследовании процессов адсорбции на поверхности нефтяного углерода и т. д. В основу теории строения ССЕ положена концепция убывания потенциала межмолекулярных взаимодействуй по мере удаления от центра ССЕ и приближения к ее периферии. Поэтому совершенно необходимо краткое изложение современных представлений о молекулярных силах, действующих между молекулами нефтяных компонентов. [c.14]

В 1841 г. Е. Митчерлих [7] при толковании явлений адсорбции указал, что последняя зависит не только от величины поверхности, но и от природы вещества н что контактные реакции лишь одной адсорбцией можно объяснить только в единичных случаях. Он считал, что разложению или соединению могут мешать положение ча--стиц относительно друг друга и их расположение. Следует принять, что ...эти последние при помощи силы, благодаря которой атомы тех веществ, с которыми они приходят в соприкосновение, притягиваются,—могут быть так изменены, что наступает разложение или соединение . Здесь впервые высказана мысль о деформации реагирующих молекул, что лежит в основе контактных реакций. [c.91]

Авторы работы [210] изучали адсорбцию цеолитом СаА н-гептана. Рассматривая некоторые возможные варианты расположения молекул н-гептана в полости цеолита, авторы указывают, что возможны положения, когда на одну полость цеолита приходится 2-3 недеформированные молекулы н-гептана. Но термодинамически возможно образование поворотных изомеров н-гептана. Скручивание линейных молекул н-гептана способствует более плотной упаковке молекул в полости тогда в последней могут расположиться 3-4 молекулы адсорбтива. Однако даже в этом случае неизбежно остаются еще значительные пустоты между молекулами, находящимися в полостях цеолита в поле адсорбционных и межмолекулярных сил. [c.285]

Сущность работы. В отличие от многих органических веществ, молекулы которых имеют дифильное строение и являются поэтому поверхностно-активными, электролиты в растворах повышают поверхностное натяжение, вызывают отрицательную адсорбцию и являются поэтому поверхностно-инактивными веществами. Относительное изменение поверхностного натяжения в растворах поверхностно-инактивных веществ значительно меньше, чем в растворах ПАВ. Поэтому измерять приходится более тщательно, а для изучения брать достаточно концентрированные растворы. Предлагается взять раствор хлорида кальция. [c.44]

Статические методы измерения адсорбционных равновесий (изотерм или изостер адсорбции) обладают тем существенным преимуществом, что, используя их, можно очищать поверхность адсорбента в вакууме и как угодно долго дожидаться установления адсорбционного равновесия. Однако эти методы встречают и существенные затруднения. Во-первых, их трудно применить для изучения весьма важной области очень малых (нулевых) заполнений поверхности, когда межмолекулярным взаимодействием адсорбат — адсорбат можно пренебречь. Поэтому для определения такой термодинамической характеристики межмолекулярного взаимодействия адсорбат— адсорбент, как константа Генри, приходится экстраполировать к нулевому заполнению изотермы адсорбции, измеренные при более высоких заполнениях поверхности адсорбента. Эта экстраполяция связана с рядом затруднений. При сравнительно низких температурах, при которых обычно проводятся статические измерения изотерм адсорбции, сильнее сказывается влияние неоднородности поверхности твердого тела. Во-вторых, обычными статическими методами при невысоких температурах можно изучать адсорбцию лишь небольшого количества достаточно летучих. и простых по структуре молекул веществ с небольшой молекулярной массой. В-третьих, применение статических методов, особенно при работе с труднолетучими веществами, требует высокой чистоты этих веществ, так как летучие примеси могут привести к ошиб- [c.156]

Межмолекулярные связи. При изучении свойств различных веществ приходится учитывать не только взаимодействие атомов, ведущее к образованию молекул, но и межмолекулярные взаимодействия. Силы межмолекулярного взаимодействия проявляются в таких процессах, как плавление и кристаллизация, испарение и конденсация, адсорбция, растворение. [c.32]

Адсорбционная способность является свойством не только твердого тела, но и вообще любой поверхности раздела двух фаз. Практически приходится иметь дело главным образом с адсорбцией па твердых телах. При этом к первому ряду адсорбированных молекул может, вообще говоря, притянуться следующий и т. д., в результате чего около поверхности поглотителя образуется пол и<м о л е к у л я р н ы й (т. е. состоящий из многих рядов) адсорбционный слой. Однако притяжение каждого последующего ряда быстро ослабляется, и часто происходит образование лишь м о н о-молекулярного слоя. [c.267]

Часто на практике приходится иметь дело со смесями двух и более веществ, молекулы которых отличаются по интенсивности полей сил притяжения. В этом случае при стремлении системы к минимуму поверхностной межфазной энергии молекулы с более сильными полями стремятся уйти в глубь жидкости, а молекулы с более слабыми полями остаются у ее поверхности. В результате этого межфазный слой обогащается компонентами, обладающими меньшей свободной энергией своей поверхности. Такое обогащение межфазных слоев одним из компонентов смеси веществ называется адсорбцией. [c.9]

Когда аттапульгит помещают в воду, он не набухает, как бентонит, и его приходится диспергировать энергичным перемешиванием, чтобы разрушить пучки кристаллов. Образованию устойчивых суспензий способствуют неупорядоченность структуры,. которая захватывает воду, и большая площадь поверхности, доступная для адсорбции полярных молекул воды. Многочисленные ссылки на публикации, касающиеся свойств и применения аттапульгита, можно найти в обзоре Хейдена и Швинта. [c.459]

Процесс гетерогенного катализа состоит в адсорбции реагирующих молекул поверхностью катализатора, реакции между ними и десорбции, т. е. отделении от поверхности продуктов реакции. Адсорбция приводит реагирующие молекулы в состояние тесного соприкосновения, изменяет структуру их электронных оболочек и может понизить энергию активации. Как показал Баландин в своей мультиплетной теории катализа [9], важнейшую роль в процессе играет геометрическое структурное соответствие между поверхностями катализатора и сорбируемой молекулы. Металлический катализатор обладает кристаллической структурой. Если симметрия его кристаллической решетки и межатомные расстояния соответствуют геометрии молекул реагентов, то последние могут эффективно сорбироваться и приходить в необходимое для реакции состояние в результате взаимодействия с атомами металла. Так, реакция гидрирования бензола СйНеЗНа СбН12 катализируется платиной, никелем и некоторыми другими металлами, но не железом, серебром и т. д. Молекула бензола — правильный шестиугольник с длинами связей С—С, равными 1,4 А. Атомы на поверхности кристаллического никеля и других эффективных катализаторов также располагаются в виде шестиугольников, примерно на тех же расстояниях, что и в бензоле [10]. Напротив, атомы некатализирующих эту реакцию металлов либо размещаются по-иному, либо обладают неподходящими размерами. [c.359]

Особенность анодных процессов состоят в том, что кроме заряда поверхности на адсорбцию органических молекул влияет адсорбция кислорода и кислородсодерл ащих частиц. Для платины установлено, что максимум адсорбции, органических веществ в области двойного слоя приходится на 0,4—0,8 В. При 0,7—0,9 В начинается хемосорбция кислорода на поверхности, вследствие чего адсорбций органических молекул резко падает, доходя почти до нудя при 2,1 — 2,4 В, т. е. при потенциалах, отвечающих монослойному окисному покрытию [90, 91]. Однако присутствие хемосорбированного кислорода на поверхности не создает непреодолимых преград для адсорбции органических молекул. При высоких анодных потенциалах на платине обнаружены [88, 92] два интервала потенциалов высокой адсорбции нейтральных молекул 2,0 -ь 2,3 и около 2,8 В. Установленное явление делает реальным протекание окисления через адсорбцию органических молекул на поверхностных окислах [93] и указывает на возможность интенсивного ведения процесса электрёхимическрго окисления при высоких анодных потенциалах. [c.36]

Когда адсорбент приходит в соприкосновение с жидким (или газовым) раствором двух или более компонентов, некоторые молекулы оказываются прикрепленными к его поверхности. Эти молекулы некрепко связаны и происходит непрерывный обмен между молекулами в поверхностном слое и молекулами в глубине раствора. Разные молекулы отличаются силой своей связи с поверхностью и, когда устанавливается равновесие, состав вещества поверхностного слоя будет отличаться от состава окружающего раствора. Вещество в поверхностном слое относят к адсорбционной фазе, так как оно отличается от вещества жидкой фазы. Так же как и в других двухфазных процессах разделения, существует различие в составе фаз, которое позволяет разделить компоненты смеси. Мэйр, Вестхавер и Россини [13] применили к анализу разделительной адсорбции понятия, общие для других двухфазных разделительных процессов, как например, фракционная дистилляция. Так же как и в случае дистилляции, понятие [c.259]

Такое химическое модифицирование поверхности твердого тела путем прнзиакн больших инертных групп резко снижает энергию адсорбции не только молекул, способных специфически взаимодействовать с гидроксильными группам (например, азота, этилена, бензола, эфира, спиртов и т. п.), но и всех молекул вообще. Это происходит в результате того, что при образовании подобных модифицирующих слоев молекулы адсорбата, во-первых, не могут прянти в соприкосновение непосредственно с основным скелетом твердого тела и, во-вторых, они приходят в соприкосновение с гораздо меньшим числом атомоз, поскольку расстояния между смежными группами СН.ч в модифицирующем слое соответствуют их ван-дер-ваальсовым размерам, а расстояния между атомами кислорода и кремния в основном скелете кремнезема соответствуют гораздо более коротким расстояниям химических связей. [c.503]

Подобные отклонения можно объяснить двояко. Отказавшись от постулата 3, приходим к представлению о хемосорбции на однородной поверхности, сопровождающейся взаимодействием сорбированных частиц. Если это взаимодействие заключается во взаимном отталкивании, теплота адсорбции должна уменьшаться с увеличением степени заполнения в согласии с опытными данными. Выбрав некоторую зависимость коэффициента адсорбции Ь [связанного с теплотой адсорбции соотношением (1.6) ] от степени заполнения поверхности и подставив ее в уравнение (1.5), можем аппроксимировать таким образом любую экспериментальную изотерму адсорбции. Отталкивание хемосорбированных молекул может являться следствием квантово-механического обменного взаимодействия [9]. Силы кулоновского или диполь-динольного взаимодействия играют малую роль, так как они долнщы сказываться лишь при значительной плотности сорбированных молекул, между тем отклонения от изотермы Лангмюра (или изотермы Генри) часто становятся заметными уже при очень малых степенях заполнения поверхности. Весьма правдоподобно объяснение природы сил взаимодействия сорбированных частиц через посредство электронного газа кристаллической решетки катализатора (см. постулат 3, а также работы [9, 10]) сила такого взаимодействия незначительно уменьшается [c.17]

С ов1ременная теория физической адсорбции связана с именами Лангмюра, Поляни, Брунгауэра, Эммета, Гибса и др. Лангмюр разработал теорию адсорбции применительно к тазам, в основу которой положены следующие допущения процесс адсорбции заканчивается при образовании мономолекулярного насыщенного слоя адсорбированного вещества адсорбированные молекулы не взаимодействуют друг с другом. Гетерогенная система может находиться как в равновесном состоянии, когда ее состав и термодинамические параметры остаются постоянными во времени, так и в неравновесном. В последнем случае па1ра метры системы самопроизвольно изменяются, (в результате система приходит в состоящие равновесия. Процесс адсорбции всегда сопровождается процессом десорбции. В случае равенства скоростей этих процес- [c.256]

Исследования показали, что вещества с одной и той л<е функциональной группой независимо от длины радикала имеют одинаковые значения величин и ш. Например, для всех жирных кислот U = 0,205 нм . Независимость m от длины радикала позволила сделать выводы о характере расположения молекул на поверхности. Если на молекулу ПАВ приходится значительная площадь и она свободно перемещается по поверхности жидкости, то ее углеводородный радикал, как правило, лежит на поверхности. В сплошном мономолекуляриом слое углеводородные радикалы ориентируются вертикально, образуя так называемый частокол Ленгмюра . Ленгмюр впервые установил этот факт, который позволил вычислить толщину поверхностной пленки б. Объем пленки, занимающей единицу поверхности, численно равен б. В то же время этот объем равен произведению максимальной адсорбции Лоо на мольный объем ПАВ V . Поэтому [c.163]

Активные центры на поверхности можно рассматривать как реагенты, причем на одну молекулу приходится один активный центр. При такой адсорбции образуется неподвижный слой. Молекулы фиксированы, пока они не десорбируются. Однако допускается, что в большинстве случаев молекулы адсорбируются двумя или большим числом активных центров. Эта теория, предполагающая образование активированных комплексов и дающая модели реакций, протекающих на нескольких активных центрах, принципиально очень близка к мультиплетной теории, содержание которой будет рассмотрено ниже. [c.134]

Если в адсорбционном процессе начинают участвовать хи-лшческие силы, или, другими словами, происходит хемосорбция, то, так же как и при упомянутой выше адсорбции молекул воды, в действие приходит большее число, различных сил. В последующих разделах будет рассмотрена хемосорбция водорода и кислорода на угле и на металлах. [c.71]

Если в результате адсорбции пропадают все три поступательные степени СЕюбоды, то мы имеем дело с локализованной адсорбцией. В этом случае расчет то проводится несколько иным путем, поскольку приходится учитывать частную функцию локализации, определяющую число возможных способов распределения Л/ молекул ма Л/ адсорбционных участках. Уравнение (46) теперь заменяется следующим выражением [c.99]

Вязкость обычных жидкостей много больше вязкости газов, поэтому в жидкостной хроматографии процессы внешней (между зернами адсорбента) и внутренней (в их порах) диффузии играют особенно важную роль, приводя к сильному размыванию пиков. Это влечет за собой, как известно, уменьшение числа теоретических тарелок N и соответствующий рост Я — высоты, эквивалентной теоретической тарелке, т. е. к падению эффективности хроматографической колонны. В результате часто оказывается невозможным реализовать селективность, присущую данной системе адсорбент — дозируемые вещества — элюент, которая определяется прйродой этой системы. Эти проблемы имеют место и в газовой хроматографии, однако, как было показано ранее, в газовой хроматографии, как правило, можно пренебречь конкурирующей адсорбцией элюента, снижающей адсорбцию дозируемых веществ. Поэтому в газовой хроматографии можно использовать непористые или широкопористые адсорбенты со сравнительно малой удельной поверхностью. Поверхность таких адсорбентов обычно более однородна и доступна. В жидкостной же хроматографии не очень больших молекул приходится применять адсорбенты с гораздо более высокой удельной поверхностью, а следовательно, более [c.283]

Межмолекулярные (межатомные) силы притяжения весьма малы, не обладают способностью насыщаться, как это свойственно химическим силам, и действуют на близких расстояниях (порядка 10" °—10"2 м). Их обычно называют ван-дер-ваальсовыми силами. С проявлением этих сил приходится считаться при изучении таких явлений, как поверхностное натяжение, растворение, сольватация молекул в растворах, адсорбция, коагуляция и т. д. [c.68]

Е. Измерения показывают, что зависимость 6 от проходит через максимум при потенциале нулевого заряда Е , как и электрокапиллярная кривая. Изучение зависимости твердости электрода от потенциала Е показывает, что максимум твердости также приходится на потенциал елевого заряда, а сама твердость зависит от величин адсорбции ионов или орг. молекул на фанице электрод-р-р. В т. наз. методе эстанса электрод из исследуемого металла 1 образной формы касается пов-сти р-ра при надожении на электроды постоянной и переменной (малой амплитуды) разности потенциалов колебания потенциала Е около заданного значения Ед вызывают колебания межфазного натяжения Ау и обусловливают мех. колебания электрода, к-рые при помощи пьезоэлемента превращаются в электрич. сигнал, пропорциональный Ду/ДЙ. Согласно теории метода (А. Я. Гохштейн, 1965), [c.427]

В гомологическом ряду линейных полисахаридов вещества с низким молекулярным весом удерживаются менее прочно, чем высокомолекулярные [29], увеличение числа кислотных групп в молекуле полисахарида способствует их адсорбции ДЭАЭ-целлюло-зой. Линейные полисахариды удерживаются прочнее разветвленных [28]. В ряде случаев исследователям самим приходится готовить аминоцеллюлозу, поэтому ниже приводим метод приготовления ДЭАЭ-целлюлозы [30]. [c.46]