Теплота смачивания калориметр

Сущность работы. Если калориметр с хорошей тепловой изоляцией заполнить испытуемой жидкостью, выдержать до достижения полного температурного равновесия, а затем, перемешивая, всыпать в жидкость исследуемый порошок, то вследствие выделения теплоты смачивания жидкость нагревается и расширяется. Измеряя расширение и зная цену деления измерительного капилляра, можно рассчитать теплоту смачивания, приходящейся на г адсорбента. Предлагается использовать простейший тип калориметра. [c.151]

Рис. 19.2. Калориметр для измерения теплот смачивания

В пробирку 5, находящуюся во внутреннем сосуде 6, вставляют вторую пробирку 4 с возможно малым зазором между стенками — так, чтобы она свободно скользила внутри вплавленной пробирки. Определив истинный температурный ход калориметра, как это обычно делают при калориметрических измерениях, определяют теплоту смачивания испытуемого вещества, быстро всыпая навеску в жидкость, помещенную во внутреннюю пробирку 4, и перемешивая порошок с помощью ручной мешалки 2. [c.149]

Более совершенные методы, как, например, метод прямой калориметрии тонкоизмельченных (для увеличения поверхности соприкосновения) порошков или так называемый адсорбционный метод , получают в последнее время наибольшее распространение. В последнем определяют теплоты смачивания по давлению пара смачивающей жидкости, адсорбируемой на порошке при разных температурах. Теплота смачивания может быть критерием и для определения поверхностного натяжения. [c.177]

Установленная связь между адсорбцией и смачиванием делает измерение теплот смачивания твердых тел жидкостями одним из наиболее плодотворных способов изучения взаимодействия иа границе раздела твердое тело — пар. На первый взгляд это кажется парадоксальным, однако прямые калориметрические измерения Qx (интегральных теплот смачивания) методически проще и надежнее, чем измерения Qa, они применимы даже тогда, когда измерения Qa затруднены и позволяют исследовать энергетическую неоднородность твердых поверхностей, их среднюю полярность, закономерности адсорбции из растворов и т. д. Современные калориметры, снабженные термисторами, позволяют измерять Qx с точностью до 0,04 Дж. Изучая смачивание чистого твердого тела и образцов, на которых предварительно адсорбировано вещество, можно построить кривые зависимости Qx от степени заполнения поверхности. Обычно значения Qx положительны и по мере заполнения поверхности уменьшаются, поскольку вначале смачиваются наиболее активные участки. Анализ этих кривых позволяет найти количественное распределение активных центров по энергиям. [c.114]

Тэйлор и другие [115] разработали дифференциальный калориметр для измерения теплот смачивания твердых веществ. Для проведения экспериментов в воде и бензоле были использованы типы пирогенного кремнезема (аэросилы) с надежно определенными характеристиками. [c.894]

Во-первых, так как значения /г считаются уже известными, то необходимо лишь одиночное измерение теплоты смачивания, тогда как при адсорбции газов для изотермы адсорбции необходимо получить несколько точек, причем каждая точка должна быть тщательно рассчитана. В случае измерения теплот смачивания учитывается поправка на охлаждение, если только не используется адиабатический калориметр, который обычно бывает сложным по конструкции и по управлению. [c.341]

Метод определения удельной поверхности по теплоте смачивания удобен для некоторых твердых тел с вышеуказанными ограничениями. Для образцов с общей площадью поверхности менее 50 мР- необходимы прецизионный калориметр, большая тщательность и умение работать с ним для данной системы твердое тело — жидкость должно быть известно значение стандартной теплоты смачивания на квадратный сантиметр. При этом жидкость не должна растворять твердое тело, а возможная химическая реакция должна быть строго ограничена поверхностью твердого тела. Этот метод дает наиболее надежные результаты при сопоставлении площадей поверхности ряда образцов одного и того же твердого тела при допущении постоянства значений Ы для всех образцов при этом абсолютное значение /г может быть и неизвестным. [c.344]

При конструировании калориметра для измерения теплот смачивания необходимо учитывать следующие обстоятельства [c.387]

Для получения точных значений теплот смачивания необходимо, чтобы калориметр работал в адиабатическом режиме или же чтобы калориметрический стакан был окружен устойчивой тепловой средой и поправку на охлаждение можно было точно оценить. [c.389]

Р и с. 178. Калориметр для измерения теплот смачивания. [c.390]

Р и с. 179. Двойной калориметр для измерения теплот смачивания [93]. [c.391]

Вообще следует заметить, что адсорбционная калориметрия при экстремально низких температурах может дать весьма богатую информацию не только о емкости монослоя, но и об энергетической неоднородности поверхности в чистом виде [1], о характере и природе взаимодействия с адсорбентом и т. д. Наконец, из данных по дифференциальным теплотам адсорбции путем графического интегрирования можно определить теплоту исчезновения адсорбционной пленки и отсюда — удельную поверхность адсорбента [3]. Этого можно достигнуть и непосредственным измерением теплоты смачивания пористого адсорбента с предадсорбированной смачивающей жидкостью [4], [c.141]

Адсорбция, калориметрия (теплоты смачивания) [c.157]

Рис. Х1У-6. Калориметр для измерения теплот смачивания [29].

Важной экспериментально измеряемой величиной является теплота адсорбции. Непосредственно теплоту, выделяющуюся при приведении паров адсорбата в контакт с образцом, можно измерить с помощью калориметра, описанного Биби и др. [28]. Другой метод определения теплоты адсорбции предусматривает измерение теплоты смачивания в жидком адсорбате адсорбента, содержащего различные количества предварительно адсорбированного пара. Разность между теплотами смачивания при различных степенях заполнения поверхности непосредственно связана с интегральной теплотой адсорбции (см. гл. VII, разд. VII-ЗБ). Пример современного калориметра дан на рис. XIV-6 [29] (см. также [30]). В качестве чувствительного датчика температуры можно использовать кварцевый пьезоэлемент [31]. Наконец, адсорбцию из газовой фазы, как и адсорбцию из растворов, можно измерять хроматографическим методом [16]. [c.450]

В качестве объекта исследования в работе использовалась черенковая окись алюминия, применяющаяся для каталитических работ. Образец измельчался в ступке и отсеивался иа ситах. Для работы выделялась фракция, остающаяся на сите 900 отв/сж . Полученный порошок промывался многократно бидистиллированной водой с целью удаления растворенных загрязнений и тонких пылевидных частиц, а затем подсушивался в сушильном шкафу. Термическая обработка проводилась путем выдерживания образца при каждой из намеченных температур в течение 24 часов на воздухе. Навески полученных образцов помещались в калориметрические ампулки, которые откачивались до давления 5- 10 мм рт. ст. и затем отпаивались под вакуумом. Температура, при которой проводилась откачка ампул, устанавливалась равной температуре обработки образцов на воздухе, а для образцов, прокаленных при высоких температурах (выше 300°С), принималась равной 300°С. Одновременно с калориметрическими ампул-ками откачивались ампулки с образцами алюмогеля для определения структурной воды. Это определение производилось путем прокаливания навесок алюмогеля в платиновом тигле при температуре 1250°С до постоянного веса. В расчет принимались средние величины из двух-трех независимых измерений. Ошибка составляла не более 57о-Теплота смачивания определялась в калориметре с постоянным теплообменом. Глав- [c.101]

Определение теплот смачивания производили в обычном калориметре Бертло. Ампулу помещали в медный цилиндр, содержащий 500—550 г воды и снабженный вертикальной мешалкой. Цилиндр вставляли в кожух калориметра. Ампулу прикрепляли к толстостенной стеклянной трубке, один конец которой выступал из калориметра и служил для ее разбивания. [c.440]

Калориметрич. метод широко применяют для определения тепловых эффектов процессов взаимодействия полимеров с растворителями. Экспериментальные трудности, возникающие при определении теплот смачивания, набухания и растворения, связаны с необходимостью измерения малых тепловых эффектов, распределенных на очень большой объем растворителя и значительно растянутых во времени. Большая часть экспериментальных результатов получена с использованием адиабатич. калориметров различных конструкций и калориметров Тиана — Кальве. Для проведения опыта ампулу с полимером помеш ают в калориметрич. сосуд, заполненный растворителем, и после достижения теплового равновесия разбивают. При соприкосновении с растворителем полимер сначала набухает, а затем растворяется. Эти процессы сопровождаются тепловыми эффектами. Даже при очень малых навесках полимера растворение длится до 60 мин. При значительном увеличении навески получаются р-ры с большой вязкостью, что затрудняет эксперимент. Поэтому в большинстве исследований определяют теплоты образования рас- [c.464]

Теплоту смачивания адсорбентов и порощков с большой удельной поверхностью определяют в калориметрах обычного типа. Для получения надежных данных при измерении теплот смачивания грубодисперсных систем с малой удельной поверхностью применяют высокочувствительные микрокалориметры. [c.151]

Теплота смачивания. Смачивание есть адсорбция жидкости твердым телом, обусловленная силами электрического притяжения. Теплота с.мачивания пропорциональна реагирующей поверхности и увеличивается с ее возрастанием. Для определения теплоты смачивания пригодны калориметры различной конструкции, но с высокой чувствительностью измерительных ячеек (например, ТПИ-НИСИ). [c.173]

Определение теплоты смачивания порошков с большой удельной поверхностью (десятки и сотни м 1г) может быть осуше-ствлено в калориметрах сравнительно простой конструкции. Измерение теплот смачивания грубодисперсных систем с малой удельной поверхностью требует применения высокочувствительных микрокалориметров. [c.149]

Для измерения теплоты смачивания пользуются калориметрами самых разнообразных конструкций. В лаборатории коллоидной химии ЛГУ применяют весьма простой прибор типа калориметра Шот-тки. Калориметр (рис. 60) состоит из сосуда— кожуха 7 (дюаровский сосуд), помещенного в термостат 8. В сосуд вставляется второй сосуд 6 с капилляром и шкалой 1 и боковым отростком 3 с краном и воронкой. Во внутреннем сосуде имеется вплавленная пробирка. Внутренний сосуд наполняется жидкостью с большим коэффициентом термического расширения (толуол или хлороформ), а сверху водным раствором какого-ни-будь красителя, для облегчения наблюдений по капиллярной шкале. [c.149]

Термические эффекты. Результаты многочисленных измерений теплот адсорбции на образцах кремнезема с известными значениями удельных поверхностей были описаны в целом ряде работ. Однако надо отметить, что на полученные результаты могли влиять многие факторы, кроме того, оборудование для проведения подобных исследований достаточно сложно. Гаркинс и Юра [105] разработали абсолютный метод, в котором образец порошка изотермически приводится в равновесие с паром воды вплоть до того момента, когда поверхность кремнезема покроется пленкой воды, после чего образец погружается вводу, находящуюся в высокочувствительном калориметре. По количеству выделяющейся при этом теплоты, выраженной в эргах на грамм SiOa, деленной на полную поверхностную энергию воды (118 эрг/см ), можно определить удельную поверхность кремнезема. Данный метод применим только для ограниченного числа типов кремнезема. Теплоты смачивания различных порошков, в том числе порошков кремнезема, также были связаны с удельной поверхностью [106]. [c.651]

Цеттльмойер, Чессик и Техеурекджан [664] открыли, что для образования центров кристаллизации льда, или первого этапа формирования дождевых капель в облаке, оказываются активными частицы кремнезема диаметром 30—100 нм при условии, что поверхность таких частиц состоит из мозаично расположенных на ней участков, представляющих собой гидрофильные пятна на гидрофобной поверхности. Гидрофобные участки этой поверхности должны составлять около 20—30 % Взаимодействие пара воды с поверхностями различных твердых оксидов было объяснено благодаря проведенным исследованиям методами калориметрии с определением теплот смачивания, измерения диэлектрических потерь и отражательной ИК-спектроскопии [665]. [c.833]

А. Самченко и А. В. Думанский [204] —от0,16до0,17л й г/г, или (6,02—6,38) X 10- кал/см . Мы провели аналогичное определение теплот смачивания кристаллов Ва504 водой в адиабатическом калориметре и получили величины того же порядка. [c.36]

По окончании всех трех опытов образцы силикагеля отделяли от воды и высушивали одновременно под вакуумом при температуре 70° С (во избежание переконденсации при высушивании). Высушенные н охлажденные до комнатной температуры образцы силикагеля разделяли на две части. Одну использовали для снятия изотерм сорбции паров метанола, а другую — для определения теплот смачивания водой. Изотермы сорбции были сняты на термостатированной при 20° С вакуумно-сорбционной установке с пружинными весами Мак-Бена — Баккра по а,ммот1г известной методике (406]. Теплоты смачивания определяли в адиабатическом калориметре также по известной методике [407]. 15 [c.181]

Цетлемойер и сотр. [91] описали конструкцию простого калориметра, по-видимому пригодного для серийных измерений теплот смачивания. Подъем температуры в этом калориметре измеряется с помощью термистора. В качестве калориметрического стакана (рис. 178) используется сосуд Дьюара, к которому приклеено кольцо из плексигласа с крышкой из того же материала. В калориметре помещаются вакуумная мешалка, нагреватель В (около 5 ом) для электрической калибровки, термистор С, ампула с образцом Р и держатель О. После установления теплового равновесия ампула разбивается при помощи стального ударника Е. Перемешивание нужно проводить с постоянной скоростью. Подъем температуры в обычных опытах по смачиванию мал и фиксируется по увеличению сопротивления термистора, включенного в мост. Необходимо вводить поправки на теплоту, выделяемую при разбивании ампул (стр. 392). [c.389]

Цетлемойер и сотр. [92] описали также конструкцию калориметра для определения теплот смачивания жидким азотом. Калориметрический стеклянный стакан помещается в сосуд, содержащий 250 мл жидкого азота. При разбивании ампулы выделяемое тепло испаряет эквивалентное количество азота, объем которого измеряется при помощи газовой бюретки. Воспроизводимость составляет 5% суммарного теплового эффекта, равного 6—18 кал. Навеска адсорбента в опытах Цетлемойера равна 4—10 г. Тейлор [105] усовершенствовал этот калориметр и достиг воспроизводимости измерений приблизительно 2% для образцов с площадью поверхности не меньше 150 м . [c.390]

Для прецизионных измерений теплот смачивания нужно рекомендовать двойной металлический калориметр, поскольку стекло замедляет процесс установления теплового равновесия. На рис. 179 показана схема такого калориметра, конструкция которого была разработана Бар-телом и Саджитом [93]. Два совершенно одинаковых калориметрических стакана С и С подвешены при помощи тонкостенных ( 0,1 мм) трубок I и к крышкам тонких медных вакуумных рубашек / и эти трубки прикреплены в бронзовых втулках к бронзовой пластине R и к бронзовым трубкам П и О, в которых помещены мешалка и проводники. Рубашки I и I полностью погружены в сосуд, термостатированный с точностью 0,003°, в котором осуществля- [c.390]

Значения теплот смачивания воспроизводились с точностью до 3% для графита, 5% для искусственного порошка меди и 5—10% для порошка меди, полученного в заводских условиях в различных лшдкостях. В двойном калориметре, описанном Уоленом [94], также два калориметрических стакана, но из полированного серебра. Стаканы снабжены металлическими рубашками, погруженными в масляную баню. Температура бани контролировалась с точностью до 10 градуса при помощи термопары. Разность температур между реакционным стаканом и стаканами сравнения измерялась при помощи термопары с 42 спаями. Калориметрическая ошибка составляла около [c.392]

Макридж и Хакерман [95] описали калориметр с двумя стеклянными сосудами типа сосуда Дьюара этот калориметр был применен Хакерманом и сотрудниками в целом ряде работ. Изменение температуры здесь также измерялось при помощи термисторов. Для суммарной площади поверхности порядка 10—20 и для 450 мл жидкости была достигнута воспроизводимость величины теплоты смачивания 4%- [c.392]

Известно, что при смачивании дисперсных материалов выделяется некоторое количество тепла (теплота смачивания). Для устранения связанной с этим погрешности в определении теплоемкости испытуемый материал помещается в непроницаемый для жидкости контейнер. Так, В. Фритц и Г. Мозер [41] помещали нагретый уголь в стеклянную ампулу. Аналогичным образом устраняется непосредственный контакт между образцом и калориметрическим веществом (тающий лед) в ледяном калориметре Бунзена. Такое решение приводит, впрочем, к увеличению и без того значительной продолжительности опыта. [c.57]

Многие авторы для определения удельной поверхности адсорбентов использовали теплоты смачивания. Нэтрик и Гримм сделали попытку определения удельной поверхности силикагеля, допустив, что его поверхность покрыта пленкой конституционной воды, имеющей нормальное значение полной поверхностной энергии обычной жидкой воды, т. е. 118.5 эрг/см . Разделив измеренную в калориметре теплоту смачивания водой сухого силикагеля на эту величину, Пэтрик и Гримм получили удельную поверхность. Очевидно, что сделанное допущение является весьма грубым приближением, пригодным лишь для оценки порядка величины удельной поверхности. Бартелл и Фу пытались учесть влияние природы поверхности твердого тела, введя величины так называемых адхезионных констант. Методы их определения и вычисления по ним удельных поверхностей из теплот смачивания подробно рассмотрены нами в обзорной статье о работе и теплоте адсорбции жидкостей , поэтому здесь мы не будем на этом останавливаться. [c.176]

Гаркинс и Юра на основе измерений теплот смачивания разработали абсолютный , как они его называют, метод определения удельных поверхностей ненористых порошков. Порошок непористого адсорбента помещают в ампулах в атмосферу насыщенного водяного пара и выдерживают до равновесия, после чего ампулы Отпаивают и помещают в чувствительный электрический калориметр, в котором определяют теплоту смачивания водой. [c.176]

Калориметры, применявшиеся для измерения теплот смачивания, описаны в обзорной статье Киселева [i ] и Киселева и Рунова [i ] электрический калори- [c.676]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология