Однородные поверхности и адсорбция

Рис. XVI, 11. Изотермы моно- и полимолекулярной адсорбции различных паров на однородной поверхности графитированной сажи при 20 °С

В общем случае, когда на однородной поверхности обратимо адсорбируется 5 веществ, уравнение изотермы адсорбции имеет вид [c.99]

Рассмотрим адсорбцию с учетом взаимодействия молекул в адсорбционном слое. Теплота адсорбции на однородной поверхности ставится в зависимость от степени заполнения [c.277]

ИЗОТЕРМЫ АДСОРБЦИИ ГАЗОВ И ПАРОВ НЛ ОДНОРОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ [c.435]

Связь 1/д или с константой Генри и с теплотой адсорбции или растворения позволяет сделать целесообразный выбор неподвижной фазы для газо-хроматографического разделения различных по свойствам веществ. Для разделения легких газов, очевидно, надо резко увеличить значение величины К, а следовательно, и Q. Этого нельзя добиться при газо-жидкостной хроматографии, потому что теплоты растворения газов малы. Поэтому для разделения легких газов и паров низкокипящих жидкостей применяют газо-адсорбционную хроматографию, используя молекулярные сита (цеолиты), пористые стекла, силикагели, алюмогели, неполярные активные угли (в зависимости от природы раз деляемых газов и паров). Для разделения паров жидкостей, кипящих при температурах от комнатной до 200 °С, хорошие результаты дает газо-жидкостная хроматография, причем неподвижная жидкость выбирается в соответствии с природой разделяемых компонентов для разделения неполярных веществ применяют неполярные жидкости (различные парафиновые и силиконовые масла) для разделения полярных веществ применяют полярные жидкости, такие, как полиэтиленгликоль, различные сложные эфиры и т. п. Часто применяют последовательно включенные колонки с разными по природе неподвижными фазами, меняют также направление потока газа-носителя после выхода части компонентов. Увеличивая однородность поверхности путем укрупнения пор и регулируя адсорбционные свойства соответствующим химическим модифицированием поверхности твердых тел, удается применить для разделения среднекипящих и высококипящих компонентов газо-адсорбционную хроматографию, обладающую тем преимуществом, что неподвижная фаза нелетуча при высоких температурах. [c.568]

Основные предпосылки теории следующие однородная поверхность, адсорбция не является самой медленной стадией, справедливость применения изотермы адсорбции типа уравнения Лангмюра. Тогда рост новой фазы должен лимитироваться скоростью-образования двухмерных зародышей, являющихся источниками ступеней роста, движущихся до встречи с другой аналогичной ступенью. [c.31]

В настоящее время общепризнанно, что теория БЭТ мало обоснована с теоретической точки зрения. Хэлси [8] показал, что для однородной поверхности адсорбция на первом слое молекул должна происходить в небольшой степени до тех пор, пока первый слой не будет практически заполнен. Такой вывод сделан в связи с тем, что положение об адсорбции молекулы на одиночных молекулах первого слоя с полной теплотой конденсации ди явно неправдоподобно, так как необходимо наличие группы из, по крайней мере, 3 или 4 молекул, адсорбированных рядом, для образования на первом слое адсорбционного места с д. , близким к дь- Вероятность такого случая (при отсутствии боковых взаимодействий между адсорбированными молекулами) пропорциональна т. е. она остается небольшой до тех пор, пока 6 не станет близким к единице из сказанного следует, что изотермы должны иметь ступенчатый характер. Кроме того, очевидно, что поверхностное натяжение воздействует на наружный слой близкого к жидкому, по теории БЭТ, адсорбата в направлении ограничения числа слоев, которое, согласно теории, может изменяться от нуля до бесконечности. Нормально получаемые на опыте плавные изотермы типа II, по-видимому, отражают заметную гетерогенность поверхности или наличие значительных сил отталкивания. Все попытки модифицировать теорию простыми средствами не представляют реальной ценности, и лучше всего рассматривать уравнение (5) и построение графика по БЭТ как удобное эмпирическое средство для определения величины 1/, . [c.130]

Величина адсорбции измеряется количеством молей адсорбата на 1 кг (или на 1 м ) адсорбента. Для энергетически однородной поверхности адсорбцию можно вычислить по уравнению Ленгмюра [c.257]

Поверхность адсорбента (катализатора) может быть неоднородной, на ней могут быть трещины, дефекты кристаллической решетки. Неоднородность структуры поверхности может обусловить энергетическую неоднородность катализатора. Поэтому различают адсорбенты и катализаторы с энергетически однородной и энергетически неоднородной поверхностью. На энергетически неоднородной поверхности переход физически адсорбированной молекулы с одного участка поверхности на другой может быть связан с преодолением некоторого энергетического барьера (локализованная адсорбция). Физическая адсорбция на энергетически однородной поверхности является нелокализованной адсорбцией. [c.638]

Области гетерогенного реагирования. Рассмотрим мономо — лекулярную необратимую реакцию на однородной поверхности Н пористого зерна катализатора. Пусть адсорбция (хемосорбция) реактанта на активной поверхности следует закону Генри, то есть реакция имеет первый порядок по поверхностной концентрации С , то есть [c.96]

Константы равновесия Ка или Кх не зависят от концентрации. Их числовые значения могут быть определены из начальной части изотермы адсорбции на однородной поверхности (область Генри) по уравнениям (XVI, 26) или (XVI, За). Отношения же р/а или р/а при разных давлениях должны быть определены из экспериментальной изотермы адсорбции в широком интервале значений р. На рис. XVI, 2 показаны зависимости от б для бензола и четыреххлористого углерода на поверхности графитированной сажи, полученные из изотерм адсорбции, приведенных на рис. XVI, 1. [c.443]

При выводе изотермы Лэнгмюра принято допущение, что поверхность катализатора является однородной и содержит активные центры, каждый из которых может адсорбировать лишь одну молекулу (адсорбция на однородной поверхности в монослое), и адсорбированные молекулы не взаимодействуют между собой. При этих допущениях скорость поверхностной реакции [c.98]

Вводя это выражение, например, в уравнение Лэнгмюра для локализованной адсорбции на однородной поверхности (формула XVI, 7а), получим уравнение, [c.456]

Наличие энергии взаимного притяжения адсорбат—адсорбат, которая складывается с энергией притяжения адсорбат—адсорбент, обусловливает увеличение общей энергии адсорбции по мере заполнения однородной поверхности. Увеличение теплоты адсорбции с ростом заполнения 6 получается и из соответствующих уравнений изотерм адсорбции, в которых учтено взаимодействие адсорбат—адсорбат. Например, из уравнения (ХУП, 46а) для мономолекулярной нелокализованной адсорбции на однородной поверхности получается [c.501]

В простейшем случае нелокализованной адсорбции одноатомных молекул на однородной поверхности Ф зависит лишь от расстояния от поверхности г, так что [c.511]

Рассмотрим полимолекулярную адсорбцию пара на однородной поверхности как серию квазихимических реакций образования единичных и кратных комплексов [c.450]

Наиболее простое уравнение изотермы локализованной адсорбции на однородной поверхности, учитывающее притяжения адсорбат—адсорбат, было выведено А. В. Киселевым оно имеет вид [c.456]

Это уравнение хорошо описывает изотермы локализованной адсорбции на однородной поверхности в области преимущественного заполнения первого слоя. Частным случаем уравнений (XVI, 35а) и (XVI, 36) прн й=0 является уравнение Лэнгмюра (XVI, Юа). [c.456]

Преимущество уравнений (XVI, 35а) и (XVI, 36) перед уравнением Лэнгмюра заключается в том, что эти уравнения хорошо описывают изотермы адсорбции, обращенные в области малых значений 6 выпуклостью к оси р н имеющие точку перегиба. Такой вид изотерм адсорбции характерен для адсорбции на однородной поверхности при сильном взаимодействии адсорбат—адсорбат. На рис. XVI, II показаны примеры таких изотерм для адсорбции ряда паров на поверхности графитированной сажи. [c.456]

Аа/Гз (равное тг/Гз) при адсорбции на однородной поверхности в [c.481]

При адсорбции на очень неоднородных поверхностях взаимодействие адсорбат—адсорбат будет маскироваться влиянием этой неоднородности и теплота адсорбции с ростом заполнения не будет увеличиваться. Неоднородность поверхности характеризуется наличием адсорбционных центров с различными энергиями адсорбции. Сначала заполняются центры с большими энергиями адсорбции по мере их заполнения теплота адсорбции падает. Это падение, как правило, настолько велико, что не может компенсироваться возрастающим, 1ю относительно слабым взаимодействием адсорбат—адсорбат. В качестве характерного примера можно привести теплоты адсорбции бензола на графитированной саже и кремнеземе. Дифференциальная теплота адсорбции бензола на саже с однородной поверхностью не зависит от степени заполнения из-за очень слабого взаимодействия между плоскими молекулами бензола (см. рис. XVI, 8, стр. 453). Поверхность силикагеля неоднородна как геометрически (пористость), так и химически (не- [c.502]

Для однородной поверхности величина постоянна. Поэтому при адсорбции из идеального объемного раствора (/( = 1) в идеальный поверхностный раствор (/<а = 1) величина [c.529]

Рис. 7. Изотерм . адсорбци СаНд и ССЦ на однородной поверхности графитированной сажи и соответствующие хроматограммы.

Рис. ХУП, 12. Изотерма адсорбции ЫНа при —78°С на однородной поверхности графитированной сажи (см. рис. ХУП, 11), представленная в координатах линейной формы (ХУП, 466) уравнения изотермы мономолекулярной нелокализованной адсорбции Хилла.

При физической адсорбции на энергетически однородной поверхности образуется мономолекулярный двухмерный адсорбционный слой, в котором адсорбированные молекулы газа имеют две степени свободы поступательного движения. [c.638]

Например, в начальной части изотермы адсорбции на однородной поверхности адсорбция пропорциональна (см. уравнение XVI, За) давлению (область Генри), следовательно, (1 ш=(Ипр, поэтому из уравнения (XVII, 42а) получается — кТйа и 1г = йТа или 1ка — кТ, т. е. уравнение (ХУП, 39). [c.477]

В работах де-Бура, Касперсмы и ван-Донгена [272—274] исследовалась адсорбция на поверхностях меди и никеля. Металлы были получены восстановлением в токе водорода порошка чистых окислов. В приведенном на рис. 11,17 примере адсорбции криптона на порошке меди при температуре ниже температуры двухмерной конденсации начальный участок изотермы адсорбции обращен выпуклостью к оси давлений, что характерно для адсорбции на однородной поверхности. Адсорбция в первом, втором и третьем слоях разграничена. Однако при заполнении каждого из этих трех слоев на изотерме [c.58]

Например, в начальной части изотермы адсорбции на однородной поверхности адсорбция пропорциональна (см. уравнение XVI,За) давлению (область Генри), следовательно, d na = d n р, поэтому из уравнения (XVII, 42а) получается dn = kTda и п=кТа или п(о=кТ, т. е. уравнение (XVII, 39). [c.450]

Обычн > поверхность активных адсорбентов неоднородна, что связано с особенностями их получения и строения (см, стр. 503 н след.). Неоднородность поверхности сильно усложняет трактовку явления адсорбции. Поэтому для получения простейших закономерностей обращаются к однородным поверхностям. Примером адсорбента с практически однородной поверхностью является сажа, прокаленная при температуре около 3000 С поверхность ее частнц состоит в основном из базисных граней графита. [c.439]

Отклонения от этого простейшего уравнения изотермы адсорбции,означающие, что коэ1 )фициент активности не равен единице, обусловлены в случае однородной поверхности адсорбента (как и соответствующие отклонения от уравнения Генри при распределении вещества между объемными фазами) силами взаимодействия между молекулами адсорбата в адсорбционном слое. Обычно это силы 2,0 притяжения при при-ближени к плотному заполнению поверхности они переходят в силы оттал-кнвания. [c.442]

Эти формулы выражают уравнение изотермы адсорбции Лэнгмюра. В соответствии с допущениями, сделанными при его выводе, это—уравнение локализованной адсорбции на однородной поверхности в отсутствие сил притяжения между молекулами адсорбата. Силы отталкмвання учитываются тем, что одно место на поверхности адсорбента может быть занято только одной молекулой адсорбата, т. е. они принимаются не зависящими от значения О и действующими лишь при непосредственном соприкосновении адсорбированных молекул друг с другом. [c.445]

Это уравнение. ионо.чолекулярной не локализованной адсорбции на однородной поверхности, приближенно учитывающее взаимодействия адсорбат—адсорбат, [c.478]

Откладывая на оси ординат значения 0/(1—fi)+lg6/(l—0)—Inp, а на оси абсцисс значения О, получают в случае мономолекулярной нелокализованной адсорбции на однородной поверхности прямую линию, наклон которой дает константу Ко, а отсекаемый на оси ординат отрезок—константу Ki (рис. XVII, 12). Зная Ь=ш , из значения К2 по формуле (XVII, 47) находят константу а. По значениям констант а и e с помощью соответствующего уравнения состояния. [c.478]

При адсорбции на однородной поверхности в пределах монослоя (см. стр. 476) величина—Да=а —а равна поверхностному давлению к. в области малых заполнений (малых р) согласно уравнению (XVII, 39) i =kTa=RTT2, откуда it/r2=i T, так что среднее мольное изменение свободной энергии при адсорбции составляет [c.481]

Теория кииетики гетерогенных процессов основана на применении уравнения адсорбции Лэнгмюра, которое выведено в предположении, что поверх-ностз однородна и между адсорбированными молекулами нет взаимодействия. Первое из этих предположений равносильно тому, что на всех адсорбционных центрах поверхности теплота адсорбции Q имеет одно и то же постоянное значение. Для каталитически однородных поверхностей дополнительно должно соблюдаться постоянство энергии активации для всех активных центров катализатора. Если эти условия не соблюдаются и теплота адсорбции изменяется для различных центров в широких пределах от <3мия. до <)макс. (или энергия активации от мия. до Яманс.), поверхность называется неоднородной, и, очевидно, для описания протекающих на ней процессов необходимо ввести определенные поправки в выражения, выведенные для однородных поверхностей. [c.347]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология