Теплота определение удельной поверхност

Удельную поверхность можно также определить на основе данных по абсорбции либо газов (метод БЭТ определения удельной поверхности [138]), либо красителей (в частности, метиленового голубого), или по теплоте смачивания поверхности [321]. Некоторые из этих методов позволяют найти полную удельную поверхность частиц, включая и внутреннюю поверхность, даже если размеры пор частиц не превышают нескольких нанометров. Применение этих методов для частиц с сильно развитой поверхностью (например частиц угля в дыме) может привести к неточности в определении удельной поверхности. [c.96]

С. Брунауэр, П. Эммет и Е. Теллер (1935—1940) создали наиболее общую теорию полимолекулярной адсорбции (сокращенно — теорию БЭТ), в которой описание процессов адсорбции увязывается с представлениями и методами статистической физики. Используя ряд положений теории Ленгмюра, они сделали дополнительное допущение об образовании на поверхности адсорбента последовательных комплексов между адсорбционным центром и одной, двумя, тремя и т. д. молекулами газа. Адсорбция рассматривается как ряд последовательных квазихимических реакций со своими константами равновесия. На активных центрах поверхности адсорбента могут образоваться конденсированные полимолекулярные слои. Авторы теории на основе уравнения изотермы адсорбции Ленгмюра получили приближенное уравнение полимолекулярной адсорбции, которое щироко применяется для определения удельной поверхности адсорбентов и теплоты адсорбции. [c.338]

Определение удельной поверхности катализаторов по теплоте смачивания [c.86]

В этой книге мы хотели показать, как данные адсорбции на мелкозернистых и пористых твердых телах используются для определения их удельной поверхности и распределения пор по размерам. Большая часть книги посвящена методу Брунауэра— Эммета—Теллера (БЭТ) определения удельной поверхности и применению уравнения Кельвина для расчета распределения пор по размерам. Необходимая доля внимания уделена также и другим хорошо известным методам оценки удельной поверхности по данным измерений величины адсорбции, а именно методам, в основу которых положены адсорбция из растворов, теплота смачивания, хемосорбция, и методу, основанному на применении уравнения адсорбции Гиббса к адсорбции газов. [c.7]

Для оценки удельной поверхности, а с ее помощью и размеров частиц часто применяется адсорбция растворенного вещества из раствора, особенно адсорбция красителей. При более простой по сравнению с адсорбцией газов экспериментальной постановке этого метода его теоретическое рассмотрение настолько осложнено адсорбцией растворителя, что применимость этого метода значительно сужается. Детальные причины этого будут выяснены в гл. 7. Явления, происходящие на границе раздела между жидкостью и твердым телом, используются в методе определения удельной поверхности по теплоте смачивания. Этот метод трудно осуществим экспериментально, если удельная поверхность не достигает значительной величины, порядка десятков квадратных метров на грамм. Метод определения удельной поверхности по теплоте смачивания рассматривается в гл. 7. [c.34]

Для определения удельной поверхности в качестве адсорбата, по-видимому, чаще всего используется азот. У большинства изученных к настоящему времени твердых тел для него получаются изотермы И типа с крутым изгибом, что соответствует большой величине теплоты адсорбции. Но при этом, как мы уже знаем, значения Хт, рассчитанные с помощью уравнения БЭТ как по адсорбции Хв в точке В, так и по адсорбции в точке перегиба, весьма близки. Поэтому азот представляется особенно удобным адсорбатом, позволяющим провести экспериментальную проверку правильности определения удельной поверхности путем расчета с помощью изотерм адсорбции. [c.82]

Метод определения удельной поверхности по теплоте смачивания имеет ряд преимуществ перед методом, использующим адсорбцию газов. [c.341]

Для графитированной сажи Росс и Гуд [30] построили изотермы адсорбции бутана, которые имели четкую точку В как при 30°, так и при 41,7°. Значение емкости монослоя, как равное адсорбции Хв в этой точке, согласуется в пределах 2% с результатами, вычисленными из кривых теплоты адсорбции и энтропии. Значение Ат, рассчитанное из величины Хт и определенной независимым способом удельной поверхности, равно в среднем для этих двух температур 40,8 А . Эта величина значительно отличается от значений, рассчитанных по плотности жидкости (например, при 0° Лт = 32,1 А ). Но еще раньше, сравнивая изотермы адсорбции бутана и азота на ряде адсорбентов, Девис, де Вит и Эммет [16] предложили для 0° принять значение А г = = 46,9 А (см. табл. 11). Гаркинс и Юра [63] установили, что для того, чтобы значения удельной поверхности образца анатаза, определенные по адсорбции азота, соответствовали результатам электронно-микроскопических исследований, необходимо использовать значение Ат, равное 56,6 А , для адсорбции при 0°. Эти результаты снова подчеркивают, насколько важно, чтобы изотерма, используемая для определения удельной поверхности, имела резкий изгиб. [c.98]

Наиболее широко в адсорбционных исследованиях используется аргон-, по сравнению с Кг и Хе он, по-видимому, более перспективен для определения удельной поверхности. Эти три газа проявляют значительные различия в ряде важных свойств (табл. 25). Потенциалы ионизации этих газов одинаково высоки вследствие большой устойчивости внешних электронных оболочек, поэтому они химически инертны и образуют одноатомные газы с низкой температурой кипения. Зато другие свойства этих инертных газов более сильно зависят от их атомных номеров, и, что особенно важно для адсорбции, самый легкий из них — аргон — имеет наиболее низкую поляризуемость. В результате представляется маловероятным, что другие газы проявляют заметное изменение теплоты адсорбции при переходе от одного твердого тела к другому и имеют резко выраженный локализованный характер адсорбции (который, как мы видели, по-видимому, проявляется в случае адсорбции криптона и ксенона на некоторых металлах). [c.108]

Поэтому при вычислении 5 по теплотам смачивания необходимо учитывать возможное различие между значением Л для стандартного образца и для исследуемого адсорбента. Это становится более ясным из данных табл. 59, в которой собраны значения Н для типичных систем. Вполне понятно, что эти значения следует применять для определения удельной поверхности с большой осмотрительностью. [c.338]

Преимущества и недостатки метода определения удельной поверхности по теплоте смачивания [c.341]

Во-вторых, при определении 5 по теплоте смачивания отпадают всякие осложнения и неопределенности, связанные с интерпретацией изотермы адсорбции (см. гл. 2—4). В этом методе сделано лишь единственное допущение, что /г имеет то же самое значение, что для стандартного образца. Следовательно, этот метод применим только к таким системам жидкость—твердое тело, для которых значение Н известно. В то же время метод определения удельной поверхности по адсорбции газов может быть применен для любых твердых тел, которые дают изотерму адсорбции II или IV типа с крутым подъемом при условии, что хемосорбция не происходит, а влияние микропор ничтожно мало или может быть как-то учтено. [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]

А. А. Исирикян. Я хочу обратить ваше внимание на возможность определения удельных поверхностей но результатам калориметрических исследований [1—3]. Можно выдвинуть ряд эмпирических методов определения удельных поверхностей пористых (без микропор) и непористых адсорбентов из данных по дифференциальным теплотам адсорбции. Не анализируя здесь причин, приводящих к различным видам зависимости дифференциальных теплот адсорбции от заполнения монослоя, формально эти зависимости можно разделить на четыре наиболее часто встречающихся вида линейно растущие, почти постоянные, линейно падающие и экспоненциально падающие. [c.141]

Интересен калориметрический метод определения удельной поверхности, основанный на измерении теплоты смачивания. Поскольку интегральная теплота адсорбции, а также теплота смачивания пропорциональны удельной поверхности, то [c.50]

Для определения удельной поверхности теплоту смачивания можно использовать при том условии, что ее значение на единицу поверхности известно заранее. Результаты во многом зависят от исходного состояния поверхности, особенно от количества предварительно адсорбированной воды, поэтому необходима тщательная стандартизация процедуры измерения. В целом этот способ уступает методам адсорбции газов и часто требует довольно сложного оборудования. [c.359]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ПО ДАННЫМ ТЕПЛОТ СМАЧИВАНИЯ [c.133]

Кроме того, на величину д влияет предыстория получения образца [107], энергетическое состояние его поверхности, наличие напряжений и дефектов в решетке твердых тел, изменения природы их поверхности вследствие термической и химической обработки и т. д. Иначе говоря, теплота д — величина переменная, изменяющаяся от образца к образцу, от одной жидкости к другой. Это и понятно, если теплоту смачивания рассматривать как результат изменения поверхностной энергии между свободными поверхностными энергиями дисперсной фазы и дисперсионной среды в момент их взаимодействия. Последнее, как известно, определяется структурой смачиваемого твердого тела и природой смачивающей жидкости. Вот почему при определении удельной поверхности по теплотам смачивания необходимо с большой осторожностью применять значения д, учитывая все его изменения и отклонения от д [c.134]

Учитывая данное обстоятельство и целый ряд других свойств адсорбента, о которых будет сказано ниже, следует заметить, что точность определения удельной поверхности твердых тел во многом зависит от правильного выбора пары адсорбат—адсорбент. При этом адсорбат, как правило, должен обладать химической инертностью к определяемым поверхностям, небольшим размером молекул и большой теплотой адсорбции. Это необходимые условия, соблюдение которых крайне желательно при изучении веществ различной природы, химического состава и характера их кристаллической решетки . [c.154]

Теплота смачивания уже давно применяется для быстрого и приближенного определения удельной поверхности. Теплота Н, выделяемая в расчете па единицу площади смоченной поверхности, задается выражением [411 [c.83]

Метод определения удельной поверхности по теплоте смачивания. При погружении порошка, поверхность которого покрыта монослоем из молекул жидкости, в избыток той же жидкости, выделяется теплота Q за счет реализации свободной поверхностной энергии границы жидкость — воздух Ев, причем количество теплоты пропорционально удельной поверхности порошка 5уд и может быть рассчитано по формуле [c.72]

При адсорбции обычно теплота выделяется , так что А<7<0. Поэтому величина К с ростом Т уменьшается. Следовательно, при данном давлении заполнение поверхности при повышении температуры уменьшается (рис. XVI, 5). Из уравнения (XVI, 17) следует также, что увеличение теплоты адсорбции Q, т. е. увеличение энергии адсорбционных сил, увеличивает константу адсорбционного равновесия, а следовательно, и начальный подъем изотермы адсорбции. Повышение температуры действует в обратном направлении, увеличивая кинетическую энергию молекул и облегчая десорбцию. Следовательно, при физической адсорбции газов при высоких температурах заполняется лишь незначительная часть поверхности и величина 0 мала. Поэтому для определения удельной поверхности предпочитают исследовать адсорбцию паров, которые адсорбируются более сильно. Адсорбция паров будет рассмотрена ниже. [c.423]

При определении удельных поверхностей нередки значительные отклонения в результатах, особенно при замене одного адсорбтива на другой. Однако и при использовании азота наблюдаются расхождения в экспериментальных данных порядка 10 %. Причиной служат многочисленные упрощения в уравнении БЭТ, например, допущения об одинаковой теплоте адсорбции для всех молекул первого адсорбционного слоя и о том, что в последующих слоях эта теплота равна теплоте конденсации. Несмотря на это метод БЭТ для определения удельной поверхности широко вошел в практику. [c.72]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ КАТАЛИЗАТОРА ПО ТЕПЛОТЕ СМАЧИВАНИЯ ПОРОШКА, НАСЫЩЕННОГО ПАРАМИ СМАЧИВАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ [c.70]

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]

Наряду с измерениями теплоты смачивания мы пользовались для характеристики изменения размеров удельной поверхности кокса также адсорбционными методами. В современной практике исследования структуры пористых материалов и определения удельной поверхности вещества наиболее известны следующие методы [c.166]

Известны методы определения удельной поверхности, основанные на эффектах адсорбции, теплоты смачивания, воздухопроницаемости и т. д. Наиболее универсален метод определения удельной поверхности по эффекту низкотемпературной адсорбции азота (метод БЭТ), который широко используется при измерении удельных поверхностей катализаторов, силикагелей, активированных углей и т. д. [9, 10]. Применимость метода БЭТ для определения удельной поверхности синтетических ионообмен ных смол показана рядом авторов [2, 7]. [c.34]

Определение удельной поверхности пористых объектов — задача довольно сложная. Существует ряд методов оценки удельной поверхности по адсорбции г.азов, паров или растворенных веществ, по теплоте смачивания, по скорости растворения и др. [c.72]

Классическое уравнение БЭТ, которое в течение многих лет с успехом применяется к различным системам адсорбент — адсорбат для определения удельных поверхностей и теплот адсорбции, оказалось неприменимым для цеолитов. Это уравнение описывает полимолекулярную адсорбцию, но в случае монослойпой адсорбции на цеолитах оно упрош,ается до уравнения Ленгмюра. [c.645]

Еще слишком рано говорить о том, будет ли на основе этого нового метода создан общий метод определения удельной поверхности. Достигнутые успехи позволяют надеяться, что этот метод даст возможность учесть одновременно и влияние неоднородности поверхности и межмолекулярное притяжение в адсорбционном слое. Поэтому с интересом следует ожидать дальнейших результатов. Однако следует иомнить, что все толкования основаны на постулате о протекании лишь мономолекулярной адсорбции в интересующей нас области изотермы. Это может быть вполне обоснованным, когда чистая теплота адсорбции q—L) высока (резкий подъем изотермы, высокие значения с эт ) так, метод применим для области низких относительных давлений. Но ири рассмотрении систем с низкой теплотой адсорбции (постепенный рост адсорбции, изотерма П1 типа) возникают сомнения в правильности этого постулата. А в тех случаях, когда заметная полимолекулярная адсорбция происходит прежде, чем закончится образование плотного монослоя, модель де Бура-Хилла неприменима. [c.282]

В связи с широким применением азота для определения удельной поверхности по данным физической адсорбции (см. раздел 2.8) весьма важно выяснить, возможна ли хемосорбция этого газа. Как оказалось, хемосорбция азота происходит, вероятно, на всех металлах. Количественные исследования Бика [8] показали, что и никель и железо способны хемосорбировать азот даже при —183° [59]. Изучая адсорбцию азота на сконденсированных пленках этих двух металлов, Бик нашел, что изотермы адсорбции практически горизонтальны при давлениях от Ю-" до 10 мм рт. ст., что указывает на прочную хемосорбцию. Теплота адсорбции не слишком велика, для железа она составляет примерно 10 ккал-моль при малых заполнениях и примерно 5 ккал-моль- при высоких заполнениях. Количество молекул азота, поглощенных при насыщении, т, е. по завершении образования монослоя, было равно количеству поглощенных подобных образом молекул водорода. Так как молекула водорода занимает два центра на поверхности металла, было принято, что это справедливо и для азота, хотя диссоциация молекулы азота на атомы в этих условиях едва ли возможна. При комнатной температуре быстрая хемосорбция практически незаметна происходит медленная активированная хемосорбция азота с весьма высокими теплотами порядка 70—40 ккал мoлъ- вначале и 16 ккал-моль- при высоких заполнениях. При наиболее высоких изученных давлениях активированная хемосорбция охватывает около 20% всех центров на поверхности при комнатной температуре или почти 50%—при 100°. В этом случае, вероятно, возможна диссоциация молекулы азота на атомы. [c.302]

В случае однокомпонентной жидкой среды используется совершенно иной метод определения удельной поверхности. Он состоит в определении количества тепла, выделяемого при погружении твердого тела в чистую жидкость, т. е. в определении теплоты смачивания. Это количество тепла пропорционально удельной поверхности различных образцов твердого тела, и его можно использовать для сопоставления удельных поверхностей различных образцов одинаковой химической природы. Если известна теплота смачивания твердого тела, соответствующая единице поверхности, то для определения абсолютных значений удельной поверхности может быть использована теплота смачивания, отнесенная к одному грамму твердого тела. В настоящее время трудности калориметрических измерений в значительной степени преодолены, и поэтому метод определения удельной поверхности по теплотам смачивания становится весьма перспективным он будет подробно рассмотрен в разд. 7.2. [c.312]

Поднятый в работе Дубинина вопрос об определении удельной поверхности пористых адсорбентов, одновременно содержащих мезо- и микропоры, как мне кажется, можно решить путем измерения теплот смачивания образца более слабо адсорбирующейся жидкостью, чем жидкость, предадсорбированная на этом образце. Неудача для этой же цели ЦР-жв-тода, который дает сильно завышенную поверхность для мезонор, думаю, объясняется небольшой дополнительной адсорбцией в микропорах нри больших h. По-видимому, i/F-метод можно исправить , исследуя изотерму адсорбции на предадсорбированном образце, применив в качестве адсорбатов взаимно нерастворимые жидкости, причем предадсорби-руя более сильно адсорбирующуюся жидкость. [c.142]

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]

В результате тщательного определения удельной поверхности и теплоты смачивания крупнопористых и, в особенности, непористых адсорбентов могут быть получены величины энергии адсорбции жидкостей на единицу поверхности адсорбентов, т. е. абсолютные теплоты смачивания (в эрг/см ). Определение таких величин было сделано в работах Ильина Гаркинса и Бойда , Бойда и Ливингстона , Киселева и Киселевой , Киселева, Микос, Романчук и Щербаковой . Наиболее надежные величины для нецористых адсорбентов и для крупно- и однородно пористого силикагеля приведены в табл. 3. [c.178]

Поэтому мы полагаем, что использование сравнительного метода для определения (о позволит сделать определение удельной поверхности по методу БЭТ более точным. Дальнейшее развитие этих работ должно состоять в постановке прецизионных измерений независимыми методами удельной поверхности щательно выбранных эталонов. В настоящей работе исходным эталоном служил образец, изученный почти 40 лет назад. Мы убеждены, что, используя современную экспериментальную технику, можно значительно усовершенствовать абсолютный метод теплот смачивания и с его помощью намного точнее изучить выбранные эталоны и, значит, получить более точные значения молекулярных площадей. Одна из первых работ в этом направлении сделана недавно Роукероллом и сотрудниками [11J. [c.60]

Интересно отметить, что теплоты погружения графона, силена ЕР (осажденный силикат кальция), окиси алюминия и магния в жидкий азот практически одинаковы. По отношению к этой смачивающей жидкости все Г1еречисленные вещества обнаруживают одни и те же свойства [59] именно -по этой причине азот нашел широкое применение в качестве адсорбата для определения величины поверхности. Последние три из названных адсорбентов, по-видимому, имеют поверхность, состоящую из атомов кислорода, а гидрофобный графон характеризуется совершенно иной поверхностью. Эта кажущаяся универсальность позволяет сделать предположение о том, что теплота, выделяющаяся при погружении 1 г твердого вещества в жидкий азот, -может служить мерой удельной поверхности данного вещества. Такая универсальность также подтверждает общепринятое в настоящее время мнение, согласно которому проведение адсорбции азота является наиболее удобным методом определения удельной поверхности порошков. [c.322]

Кроме того, были предложены методы определения удельной поверхности, основанные на измерении теплот смачивания [11], на измерении смещения структурных кривых для различных паров (метод Дубинина [9, стр. 222]), на вычислении интегральной )аботы сорбции пара (метод Кистлера — Киселева и других [c.163]