Аморфные тела адсорбция

Б. Физическая химия. Общие вопросы. Некоторые вопросы субатомного строения вещества. Превращения ядер. Атом. Молекула. Химическая связь. Молекулярные спектры. Кристаллы. Газы. Жидкости. Аморфные тела. Радиохимия. Изотопы. Термодинамика. Термохимия. Равновесия. Фазовые переходы. Физико-химический анализ. Кинетика. Горение. Взрывы. Топохимия. Катализ. Радиационная химия. Фотохимия. Теория фотографического процесса. Растворы. Теория кислот и оснований. Электрохимия. Поверхностные явления. Адсорбция. Хроматография. Ионный обмен. Химия коллоидов. Дисперсное состояние. [c.29]

Рассмотрим теперь адсорбционное (в отсутствие коррозии или растворения) влияние среды и ПАВ на механические свойства компактного материала — моно- или поликристаллического либо аморфного твердого тела. Это явление было открыто П. А. Ребиндером на кристаллах кальцита (1928 г.) и получило название эффекта Ребиндера. Очень характерно его проявление на ряде пластичных металлов. Так, будучи весьма пластичными по своей природе, монокристаллы цинка под действием микронной ртутной пленки или же массивные цинковые пластины при нанесении капли жидкого галлия или ртути хрупко ломаются уже при очень малых нагрузках (рис. 6). По Ребиндеру, общее термодинамическое объяснение таких явлений состоит в резком понижении поверхностной энергии о и тем самым работы разрушения вследствие адсорбции из окружающей среды (или контакта с родственной жидкой фазой). Одной из наиболее универсальных и вместе с тем простых моделей, связывающих прочность материала Рс с величиной ст, служит схема Гриффитса, являющаяся по сути приложением теории зародышеобразования к решению вопроса об устойчивости трещины и устанавливающая пропорциональность Рс ст . [c.312]

У сплошных не слишком малых частиц твердого тела, как кристаллических, так и аморфных, доля поверхностного слоя невелика. Однако она может быть увеличена на несколько порядков, если твердое тело имеет пористую структуру. Такими телами являются, например, активированный уголь и силикагель. Первый получается путем сжигания древесины при малом доступе воздуха. При этом основная масса древесины обугливается. Однако часть материала сгорает и улетучивается, оставляя многочисленные поры. Силикагель получается обезвоживанием геля кремниевой кислоты. Как уже указывалось в 8.5, гель представляет собой сетку, образованную полимерными молекулами, в данном случае молекулами кремниевой кислоты, с захваченными в большом количестве молекулами воды. У таких материалов поверхность может достигать сотен квадратных метров па грамм адсорбента, и это делает возможным адсорбцию значительного количества газа или растворенного вещества. [c.315]

Основным принципам физической адсорбции на твердых телах посвящен ряд работ [1—6], и их детальное рассмотрение не входит в задачу данной монографии. Поскольку цеолиты обладают упорядоченной системой внутренних нор, адсорбция на них описывается изотермой I типа по классификации Брунауэра [2] или изотермой Ленгмюра (рис. 5.42 и 8.2, а). В этом отношении адсорбция газов и паров на цеолитах является более простой, чем па менее упорядоченных аморфных твердых телах. [c.612]

Количество адсорбционного газа сильно зависит от природы адсорбента. Чем более пористо твердое тело, т. е. чем больше его поверхность для данной массы вещества, тем больше адсорбционная сила (см. табл. 2, что же касается поведения паров, ю см. стр. 91, и последующие). Кристаллические вещества вообще обладают гораздо меньшей емкостью в смысле адсорбции, нежели аморфные твердые тела. [c.85]

Сорбат всегда оказывает влияние на сорбент. Даже на поверхности стекла при взаимодействии с водой образуется гель-слой известно также, что силикагель и другие материалы частично набухают при поглощении влаги. Тем более это относится к набухающим сорбентам. Набухание в процессе поглощения вещества не учитывается в современных теориях сорбции. Если при сорбции на поверхности аморфного или кристаллического тела акт адсорбции молекул газа или пара не вызывает значительных изменений микроструктуры твердого тела вследствие высокой энергии взаимодействия молекул или ионов, из которых состоит это тело, то акт сорбции низкомолекулярных веществ может существенно изменять подвижность звеньев макромолекул и, следовательно, микроструктуру высокомолекулярного соединения [14—18]. [c.68]

Хотя рассеивающая способность газов меньше, чем рассеивающая способность серебра, тем не менее можно легко получить дифракционную картину, характерную для монослоя того или иного газа на поверхности твердого тела, если атомы газа образуют на поверхности двухразмерную решетку, до некоторой степени отличную от решетки твердого тела, как это обычно и бывает. Оказывается возможным также обнаружить присутствие газа на поверхности в таких малых количествах, как несколько процентов одного монослоя. Некоторые лучи, отраженные от решетки, образуемой газом, могут возникать уже при малой энергии первичного пучка, например 10 эв. При адсорбции нескольких монослоев газа внешние слои аморфны и полностью уничтожают дифракционную картину от кристаллов, лежащих под ними. Следовательно, для того чтобы получить какую-либо дифракционную картину, необходимо, как правило, очистить поверхность твердого тела термической обработкой или другими методами в высоком вакууме. [c.491]

От влияния геометрической неоднородности поверхности и пор можно в значительной степени освободиться, применяя кристаллические непористые и пористые, а также аморфные достаточно широкопористые адсорбенты и модифицируя химически или адсорбционно их поверхность. В этом случае основное влияние на адсорбционные свойства и на селективность газо-адсорбционных колонок будет оказывать химия поверхности адсорбента. Химия поверхности твердого тела определяет характер и энергию межмолекулярного взаимодействия, возникающего между молекулами разделяемых веществ и твердым телом. Взаимодействие молекул газовой смеси с однородной твердой поверхностью и состояние адсорбированных молекул на достаточно однородной поверхности (газо-адсорбционный вариант хроматографии) легче поддаются теоретической трактовке, чем молекулярные взаимодействия при растворении в объеме жидкой пленки (газо-жидкостный вариант хроматографии). В растворе все молекулы подвижны и молекулы данного компонента со всех сторон окружены другими молекулами, а при адсорбции на достаточно гладкой поверхности твердого тела молекулы взаимодействуют в основном только с ближайшими силовыми центрами этого твердого тела и эти центры фиксированы. [c.16]

Рассмотрение вопроса о возможности моделирования кристалла молекулярным кластером из конечного числа атомов важно в связи с тем, что в настоящее время модель молекулярного кластера используется для исследования ряда явлений, не поддающихся описанию в рамках зонной теории адсорбции на поверхности твердых тел, электронной структуры аморфных си- [c.140]

Содержание и перенос загрязнений в почве в значительной степени зависят от соотношения содержания глинистых коллоидов, органических материалов и аморфных неорганических материалов в твердой фазе почвенной среды. Их свойства влияют на адсорбцию молекул или атомов жидкой либо газообразной фазы на поверхности твердых тел или на поверхности воды, содержащейся в порах и капиллярах почвенных частиц. Например, в результате взаимодействия с почвенным веществом нерастворимые в воде органические загрязнения могут адсорбироваться на поверхности в виде микрочастиц, инкапсулироваться в частицы глины или минеральных оксидов, образовывать на их поверхности плотные или аморфные пленки либо самостоятельные фазы, заполняющие микро- и мезопоры (рис. 4.6). [c.261]

Никто не пытался делать фундаментальных теоретических расчетов теплоты ван-дер-ваальсовой адсорбции на аморфных поверхностях. Стекло и силикагель оба являются аморфными телами. Кажется вполне вероятным, что их различие в теплотах адсорбции водяных паров имеет что-то общее с содержанием воды на поверхностях этих веществ. Кохезионные силы между молекулами воды, возможно, больше адхезионных сил между силикатом натрия и молекулами воды. Даже в дегидратированном силикагеле значительная часть поверхности может быть покрыта водой—либо хемосорбированной, либо конституционной. По причине притяжения между молекулами воды поверхности и [c.444]

Однако многие адсорбенты (силикагель и другие гели) аморфны. Можно указать случаи, когда зависимость дифференциальной теплоты адсорбции на поверхности заведомо аморфного тела и на поверхности адсорбента, который считается кристаллическим, очень близки или даже совпадают в пределах ошибок измерения. Последний случай имеет место, по мнению Д. Грахама, при адсорбции азота на аморфном углероде и на алмазной пыли, размер кристалликов которой меньше 2 мкм. Поскольку в конденсационном приближении теплота адсорбции совпадает с функцией распределения центров адсорбции по энергиям, которая тесно связана с атомной структурой поверхностного слоя адсорбента, естественно предположить, что атомная структура поверхностного слоя ультрадисперсных [c.260]

Наряду с первичной адсорбцией для коллоидов и аморфных тел большую роль играет ионный обмен во вторичной обкладке двойного электрического слоя. Обычно ионы, адсорбированные во вторичной обкладке и компенсирующие потенциалобразую-щие ионы, легко отмываются или заменяются при промывании на другие ионы. Способны удерживаться, по-видимому, лишь те ионы, которые образуют химические поверхностные соединения или ионы, способные диффундировать в глубь адсорбента (например, Зг, Ва). [c.477]

Б. Физическая химия общие вопросы теория строения молекул и химической связи исследования строения и свойств молекул и химической связи кристаллохимия и кристаллография химия твердого тела газы, жидкости, аморфные тела радиохимия, изотопы термодинамика, термохимия, равновесия, физико-химический анализ, фазовые переходы кинетика, горение, взрывы, то-похимия, катализ фотохимия, радиационная химия, газовая электрохимия и химия плазмы, теория фотографического процесса растворы, теория кислот и оснований электрохимия поверхностные явления, адсорбция, хроматография, ионный обмен химия коллоидов, дисперсные системы. [c.71]

Влияние среды на процесс диспергирования. Среда оказывает влияние на механизм и скорость процесса диспергирования, а также на свойства измельченного вещества. В реальных условиях процесс диспергирования осуществляют или в газовой, или в жидкой среде. Поэтому он сопровождается адсорбцией молекул газов окружающей среды на свежеобразовавшихся поверхностях твердого тела или смачиванием и адгезией жидкости к свежим поверхностям твердого тела. В том и другом случае энергия Гиббса площадей раскола твердого тела от значений оо понизится до какого-то значения а. В частности, в воде более чем вдвое понижается поверхностная энергия кварца и аморфного кремнезема по сравнению с вакуумом. Примерно так же действуют ацетон, бензол, спирт. Этот факт имеет важное значение для процессов измельчения твердых тел. [c.255]

Совр. Ф.-х. м. развивается на основе представлений об определяющей роли физико-хим. явлений на границе раздела фаз - смачивания, адсорбции, адгезии и др.- во всех процессах, обусловленных взаимод. между частицами дисперсной фазы, в т. ч. структурообразования (см. Структурообразова-ние в дисперсных системах). Коагуляционные структуры, в к-рых взаимод. частиц ограничивается их соприкосновением через прослойку дисперсионной среды, определяют вязкость, пластичность, тиксотропное поведение жидких дисперсных систем, а также зависимость сопротивления сдвигу от скорости течения. Структуры с фазовыми контактами образуются в кристаллич. и аморфных твердых телах и дисперсных материалах при спекании, прессовании, изотермич. перегонке, а также при вьщелении новой высокодисперсной фазы в пересыщенных р-рах и расплавах, напр, в минер, связующих или полимерных материалах. Мех. характеристики таких тел - прочность, долговечность, износостойкость, упру-го-пластич. св-ва и упруго-хрупкое разрушение - обусловлены силами сцепления в контактах, числом контактов (на 1 см пов-сти раздела фаз), типом контактов, дисперсностью системы и могут изменяться в широких пределах. Так, для глобулярной пористой монодисперсной структуры прочность материала может варьировать от 10 до 10 Н/м . Возможно образование иерархич. уровней дисперсной структуры первичные частицы - их агрегаты - флокулы - структурированный осадок. Сплошные материалы, в частности металлы и сплавы, в рамках представлений Ф.-х. м. рассматриваются как предельный случай полного срастания зерен структуры с ( овыми контактами. [c.90]

Рассмотрим два предельных типа адсорбции — адсорбция на открытой (плоской) поверхности и адсорбция в микропорах. Вопрос о значении величины Ш особенно просто решается во втором случае. Если микропорами называть пустоты в твердом теле, для которых характерный линейный размер удовлетворяет условию I 2—3 нм, то все, что мы знаем о межмолекулярных силах, позволяет утверждать, что весь объем микропор заполнен адсорбционным полем достаточной интенсивности. Поэтому, пренебрегая адсорбцией на внешней поверхности адсорбента по сравнению с адсорбцией в микропорах, можно считать, что Ш равно объему микропор. Для кристаллических микропористых адсорбентов (цеолитов) величина W может быть определена, например, из рент-геноструктурных данных. Для аморфных микропористых адсорбентов (активных з г ей, тонкопористых гелей) эта величина может быть оценена с точностью, не худшей, чем величина поверхности для дисперсных непористых адсорбентов. Поэтому если из обычного адсорбционного опыта определена величина Г, то по формуле (1) мы сразу переходим к величине а. Уже одно это опровергает распространенное мнение, что из опыта никогда нельзя определить абсолютную адсорбцию. [c.51]

С системой NaX— sHg и по стехиометрическому соотношению между количеством адсорбата и структурными элементами решетки этого цеолита можно сделать вывод о локализации молекул пропана в восьмичленных кислородных окнах с образованием цепочечных структур адсорбата. Другое дело аморфные микропористые или супермикропористые адсорбенты, такие, как активные угли, силикагели. В отличие от строения поверхности непор стого тела микропористая текстура аморфного индивидуального вещества в принципе может быть предельно неоднородной, т. е. иметь непрерывную функцию распределения<р( ). Для таких адсорбентов дифференциальные теплоты адсорбции углеводородов падают с ростом заполнения. [c.46]

Уже давно, а именно 1791 г., табашир был изучен Маци[56], который изготовил из него силикат натрия. Спустя столетие Кон [57] и Ван Бемелен [58] изучали его физические свойства. По утверждению Кона, объем пор у геля равен 0,75 мл/г. Прозрачные однородные кусочки аморфны, но поры невидимы под оптическим микроскопом. Пористая масса впитывает различные жидкости, создавая стекловидно-прозрачное твердое тело. В процессе адсорбции масса становится флюоресцирующей. Окрашивая массу различными материалами, Кон изготовил синтетические опалы и ониксы. Он утверждал Нигде ни в растительном, ни в животном царстве нет более странного материала, чем табашир . [c.271]

Рчроме того, мы уже вскользь упомянули, что вещества аморфного строения самопроизвольно переходят в крисгалли ческие. Такой. процесс, согласно принципу термодинамики, связан с потерей свободной энергии. Отсюда можно сделать вывод, что поверхность аморфного вещества обладает большей поверхносгкой энергией и более энергично адсорбирует, чем поверхность кристаллическая. Но так как для адсорбции имеет значение строение поверхностного слоя, а не внутренней части твердого тела, то достаточно, обрабатывая поверхность, сделать ее шероховатой. Тогда вместо гладкой поверхности мы получим очень неровную, с массой микроскопических и ультра-.микроскопических остриев поверхность с большой адсорбирующей способностью. [c.176]

Наполнитель обычно характеризуется величиной среднего диаметра частиц и содержанием зерен, не превосходящих стандартизованную величину. С уменьшением размера частиц наполнителя повышается его положительное влияние на физико-механические свойства материалов, увеличивается допустимая степень наполнения. Однако при этом растет суммарная поверхность частиц и соответственно возрастает адсорбция пластификатора, особенно аморфными напо.чни-телями. В отличие от легко диспергируемых кристаллических наполнителей, склонные к агломерации аморфные продукты с уменьшением размера частиц требуют увеличения продолжительности смешения композиций. Специальная обработка наполнителей позволяет улучшить их свойства и, особенно, усилить влияние на эксплуатационные характеристики изделий нз ПВХ оз. Например, покрытие зерен СаСОз стеаратом Са приводит к облегчению переработки за счет смазывающего действия, снижению абсорбции пластификатора, повышению гидрофобности, теплостойкости и улучшению электроизоляционных свойств материалов. [c.313]

Силы между отрицательно заряженными поверхностями частиц аморфного кремнезема в присутствии адсорбированного катионного сополимера акриламида и хлорида 2-метакрилоксиэтилтриметиламмония были исследованы с использованием атомно-силовой микроскопии. Результаты были сравнены с экспериментально полученными данными изотерм адсорбции, электрофоретической подвижности, стабильности и светорассеяния. Адсорбированное количество полиэлектролита и конформация адсорбированного слоя на поверхности раздела твердое тело/жидкость сильно зависят от концентрации полимера, из которого происходит начальная адсорбция. При низких концентрациях полиэлектролита наблюдались нестабильные суспензии кремнезема по тестам на стабильность в экспериментах по измерению светорассеяния обнаружен большой размер агрегатов при одинаковых условиях. Адсорбированное количество полиэлектролита было также мало, заметно меньше, чем монослойное покрытие, и измерения с помощью атомносиловой микроскопии (АСМ) показывают, что полимер адсорбировался в плоской конформации. При более высоких концентрациях полиэлектролита наблюдалось увеличение адсорбированного количества, что приводило к более плотным поверхностным покрытиям, большей подвижности и стабильности суспензии [57]. [c.44]