Поверхность, определение по адсорбции растворенного веществ

Величина удельной поверхности пористого тела, определенная по методу адсорбции, зависит от минимальных размеров его пор, в которые может еще проникать адсорбируемое вещество. Вследствие того, что размеры молекул газа изменяются в небольших пределах, этот метод для различных газов дает близкие величины. При определении удельной поверхности по методу адсорбции из растворов получают данные, различающие- ся иногда даже по порядку величин. Это можно объяснить тем, что размеры частиц растворенных веществ, используемых в адсорбционных опытах, изменяются от молекулярных и ионных до коллоидных. С увеличением размеров частиц растворенного вещества возрастает радиус пор, доступных для адсорбции, и поверхность пор с меньшим радиусом окажется неучтенной. Таким образом, различие в измеренных величинах удельной поверхности по адсорбции растворенных веществ наиболее заметно для тонкопористых объектов. [c.72]

Рассмотрим определение адсорбции органического вещества на электроде емкостным методом. Сначала с точностью до константы интегрирования строят а, -кривую, соответствующую раствору фона. Для растворов с добавкой органического вещества величины о должны быть такими же, как и для раствора фона в той области потенциалов, где органическое вещество десорбировано с поверхности. Поэтому а, -кривые в растворах с добавкой органического вещества подстраиваются к исходной кривой так, чтобы участки кривых, соответствующие области десорбции вещества, совпадали. Получается серия а, -кривых, относящихся к различным концентрациям органического вещества такого же типа, как на. рис. 22. Адсорбцию органического вещества можно далее рассчитать по термодинамическому уравнению, вытекающему из основного уравнения электрокапиллярности [c.59]

Наиболее распространенными и относительно простыми являются методы определения величины поверхности по адсорбции различных веществ из растворов [1, 2. 3]. [c.254]

Повышение концентрации электролита сопровождается изменением ij/]-потенциала (см. 174). Поскольку при выделении водорода электродный потенциал имеет отрицательный знак, то из рис. 171 видно, что с ростом концентрации раствора i i становится более положительным. В соответствии с (187.2) перенапряжение при этом возрастает. Аналогичным образом можно проследить влияние на перенапряжение адсорбции поверхностью электрода ПАВ. При адсорбции катионов фх-потенциал становится более положительным по сравнению с его значением в отсутствие ПАВ в расгворе (см. рис. 172), что сопровождаете ростом перенапряжения. Адсорбция анионов снижает перенапряжение. При адсорбции катионов П. В действует как ингибитор — замедлитель электрохимической реакции, при адсорбции анионов — как активатор. Значительным активирующим действием обладают, например, ионы СГ и 1 . Адсорбция ПАВ на границе металл — раствор происходит в определенной для каждого вещества области потенциалов. Поэтому влияние ПАВ на перенапряжение отмечается только тогда, когда потенциал электродного процесса находится в области адсорбции ПАВ. [c.513]

Количество вещества, адсорбированного единицей массы адсорбента или единицей поверхности, называется удельной адсорбцией. Практический интерес представляет определение избыточной концентрации вещества на поверхности адсорбента (или в его микропорах) по сравнению с равновесной остаточной концентрацией вещества в растворе [c.342]

Для границы раздела раствор— твердая фаза адсорбенты с большой удельной поверхностью вызывают настолько большую адсорбцию, что изменение концентрации адсорбируемого вещества в объеме достаточно, чтобы определить его обычными аналитическими методами. Поэтому статические методы определения адсорбции из растворов сводятся к определению концентрации исходного раствора Со, встряхиванию навески адсорбента т с раствором в течение времени, требуемого для установления адсорбционного равновесия, и определению концентрации вещества с, оставшегося неадсорбированным. Тогда удельная адсорбция а вычисляется по формуле [c.149]

Уравнение Гиббса было выведено на основании термодинамических представлений. Экспериментальная проверка этого уравнения весьма затруднительна в связи со сложностью определения концентрации растворенного вещества в поверхностном слое. Теине менее опыты Мак-Бена, в которых с поверхности раствора с помощью прибора, напоминающего микротом, срезался очень тонкий слой жидкости, показали, что во всех исследованных случаях экспериментально найденные значения адсорбции в пределах ошибки опыта совпадали со значениями, вычисленными по уравнению. Гиббса. Правильность уравнения Гиббса была подтверждена также-опытами А. Н. Фрумкина, [c.123]

Задачей работы является 1) исследование зависимости поверхностного натяжения от концентрации поверхностно-активного вещества в растворе, 2) определение адсорбции и вычисление основных характеристик поверхностного слоя на границе раствор — воздух, 3) изучение адсорбции на границе раствор — твердый адсорбент с определением величины удельной поверхности адсорбента. [c.107]

Интерес представляет изучение и нерастворимых пленок из органического вещества на поверхности водных растворов. Если вещество не растворяется, то его молекулы целиком располагаются на поверхности, так что поверхностный избыток (адсорбция) совпадает с поверхностной концентрацией. Для определения адсорбции нужно разделить количество нанесенного вещества на величину поверхности жидкости. [c.87]

Устойчивость гидрофобных золей сильно повышается при введении в раствор даже незначительных количеств высокомолекулярных соединений, растворимых в дисперсионной среде (т. е. гидрофильных золей). Например, коагуляцию многих золей замедляют или предотвращают желатин, яичный белок, крахмал и даже сахар (перечислено в порядке уменьшения защитного действия). Это явление, называемое коллоидной защитой, объясняется адсорбцией этих веществ на поверхности частиц золя. При этом в результате определенной ориентации групп—ОН, —СООН, —ЫНг макромолекул образуются допол-.нительные устойчивые гидратные оболочки, препятствующие [c.421]

Устойчивость гидрофобных золей сильно повышается при введении в раствор даже незначительных количеств высокомолекулярных соединений, растворимых в дисперсионной среде (т. е. гидрофильных золей). Например, коагуляцию многих золей замедляют или предотвращают желатин, яичный белок, крахмал и даже сахар (перечислено в порядке уменьшения защитного действия). Это явление, называемое коллоидной защитой, объясняется адсорбцией этих веществ на поверхности частиц золя. При этом в результате определенной ориентации групп —ОН, —СООН, —ЫНг макромолекул образуются дополнительные устойчивые гидратные оболочки, препятствующие слипанию частиц. Кроме того, возможность электролитической диссоциации по этим группам изменяет (повышает) электрокинетический потенциал, что также способствует защите золя от коагуляции. [c.152]

Часто вещества, увеличивающие поверхностное натяжение растворителя, сами в чистом виде обладают более высоким значением поверхностного натяжения, а уменьшающие— более низким по сравнению с растворителем. Большое поверхностное натяжение означает большую энергетическую насыщенность молекул, находящихся на поверхности. Такие молекулы будут удаляться с поверхности раствора, на которой для снижения свободной поверхностной энергии выгоднее иметь молекулы с малой энергетической насыщенностью. Конечно, полному разделению молекул будет препятствовать потеря энтропии образования раствора. В результате действия этих двух факторов на поверхности раствора возникает определенная адсорбция, т. е. изменение состава по сравнению с объемом. Стремление покинуть раствор и выйти на поверхность определяется условиями, которые создаются для молекул в объеме и на поверхности. [c.410]

Для изучения физико-химических характеристик водных сред разработана методика определения адсорбции из водных растворов [88, 89], позволяющая измерять величину адсорбции на сплошной поверхности металла. Методика состоит в следующем. Поверхность стали вводится в соприкосновение с водным раствором ПАВ известной концентрации и выдерживается при постоянной температуре до наступления равновесной адсорбции. Затем определяется концентрация ПАВ в объеме жидкости после адсорбции и рассчитывается количество адсорбировавшегося вещества на единице поверхности металла. Разница концентраций раствора до и после адсорбции определяется по оптической плотности раствора в ультрафиолетовой области спектра при помощи кварцевого спектрофотометра СФ-4. Величина этой разницы, достаточная для измерения адсорбции с относительной ошибкой не более 10—15%, обеспечивается выбором формы и размеров металлического сосуда, стенки которого являются адсорбирующей поверхностью. На рис. 8 [c.26]

Определение смолисто-асфальтовых веществ. Из нефти прежде всего выделяют асфальтены, так как они выпадают в осадок из раствора в легком бензине. Отделение нейтральных смол проводят адсорбцией на силикагеле (поэтому их иногда называют силикате левыми смолами). Смолы обладают чрезвычайно высокой поверхностной активностью, поэтому они удерживаются на поверхности адсорбента прочнее всех остальных компонентов нефти. Для десорбции смол (для последующего определения их количества или вьь деления) применяют различные растворители ацетон, четыреххлористый углерод, хлороформ, бензол и т. п. Наилучщие методы анализа смол — хроматографические. [c.136]

Уравнение (V-4) задает поток вещества, переносимого из одной фазы в другую, как величину, пропорциональную первой степени разности концентраций в потоке на поверхности зерна. Поэтому для конкретных расчетов необходимы методы определения концентрации на поверхности раздела гранула — раствор. В настоящее время считается доказанным [7], что для разбавленных растворов поверхностная концентрация связана с концентрацией в твердой фазе уравнением изотермы адсорбции С = ф(а). При этом учитывается, что большая скорость переноса поглощенных частиц приводит практически к постоянной концентрации в зерне. Тогда уравнепие внешнедиффузионной кинетики адсорбции можно записать в следующем приближенном виде [c.114]

Зависимость адсорбции от концентрации сорбата называется изотермой адсорбции (при постоянстве температуры). Эксперимент дает некоторый участок этой изотермы. Априори можно считать, что адсорбция должна увеличиваться и стремиться к пределу при увеличении концентрации сорбата, поэтому для нахождения предельной адсорбции необходимо экстраполировать изотерму к бесконечно большой концентрации. Корректно эту процедуру можно выполнить только при наличии уравнения изотермы адсорбции — аналитического описания зависимости адсорбции от концентрации адсорбирующегося вещества, причем уравнение должно включать в себя предельную величину адсорбции в качестве одного из параметров. Существует ряд подходящих уравнений и отработанных алгоритмов их применения для адсорбционного определения удельной поверхности [39]. Но изучение адсорбции не сводится только к измерению удельной поверхности дисперсных и пористых материалов, а имеет прикладное значение. Адсорбция лежит в основе улавливания и концентрирования редких элементов, очистки газов и жидкостей от нежелательных примесей. Адсорбенты предназначены для поглощения (адсорбции) различных веществ из растворов или газов. Адсорбция также является частью термодинамического цикла холодильных установок. Существует отдельная индустрия по производству как универсальных, так и специализированных адсорбентов. [c.549]

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]

Правильное определение удельной поверхности по данным адсорбции из растворов возможно при достаточно сильном взаимодействии между адсорбентом и молекулами растворенного вешества, которое приводило бы к преимущественной адсорбции этого вещества в широком интервале концентраций. Но это взаимодействие не должно, естественно, приводить к химической [c.324]

При определении адсорбции из растворов основная ошибка вызывается медленным установлением равновесия молекулы растворенного вещества должны продиффундировать из всех частей раствора к поверхности раздела твердое тело—жидкость, а диффузия в жидкой среде протекает значительно медленнее, чем в газовой. Следовательно, необходимо проводить интенсивное перемешивание адсорбента и раствора. Считается, что откачка при адсорбции из растворов менее важна, чем при адсорбции газов, и поэтому обычно обходятся без предварительной откачки адсорбентов. [c.395]

Конкуренция молекул за поверхность при адсорбции из растворов может меняться в очень широких пределах нет теоретических предпосылок, устанавливающих образование монослоя ориентация молекул в поверхностном слое зависит не только от взаимодействий с поверхностью адсорбента, но и от взаимодействий с объемным раствором. В результате одно и то же адсорбированное вещество даже на одной и той же поверхности может иметь различную ориентацию и молекулярную плоЩадку в зависимости от типа растворителя и концентрации используемого раствора. Поэтому результаты определения величин поверхностей в случае адсорбции из растворов менее определенны. Однако метод намного проще в экспериментальном отношении. [c.122]

Для такого типа адсорбции в отсутствие диффузии все молекулы растворенного вещества должны адсорбироваться, но наличие теплового движения приводит к определенному равновесному распределению этих молекул между поверхностью и объемом раствора. [c.62]

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И ПАРАМЕТРОВ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ УГЛЕРОДНЫХ АДСОРБЕНТОВ ПО АДСОРБЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ [c.78]

Электроосаждение металлов в присутствии определенных органических веществ, называемых выравнивающими агентами, обеспечивает заполнение рисок, царапин и впадин на поверхности металла и получение гладких осадков. В качестве выравнивающих агентов используют кумарин, хинолин, 2,2-дипиридил и другие органические вещества. Большинство выравнивающих агентов является одновременно и бле-скообразователями. Блеск осадка существенно улучшается, если в раствор вместе с выравнивающим агентом добавляют специальные органические вещества — блескообразова-тели (я-толуолсульфамид, сульфонаты ароматических эфиров и др.). Выравнивающие и блескообразующие добавки адсорбируются преимущественно на различных выступах поверхности и препятствуют осаждению металла на них, тогда как в углублениях плотность тока соответственно повышается. Преимущественная адсорбция органических веществ на выступах связана прежде всего с тем, что условия диффузии органических [c.375]

Эмпирически было установлено, что максимумы 1-го и 2-го рода могут быть устранены, если в раствор добавить органическое вещество, которое достаточно хорошо адсорбируется в широкой области потенциалов. Снижение полярографических максимумов в присутствии органических веществ объясняется изменением поверхностной концентрации адсорбированных молекул при движении ртутной поверхности. Например, при движении ртути от пижней части к шейке капли происходит растяжение поверхности нижней части капли, поверхностная концентрация адсорбированного вещества на этом участке понижается, а пограничное натяжение соответственно повышается. Наоборот, в верхней части капли происходит увеличение поверхностной концентрации органического вещества, снижающее пограничное натяжение. Поэтому возникает сила, действующая в направлении от шейки к нижней части капли и вызывающая ослабление, а в определенных условиях и полное прекращение тангенциальных движений поверхности. Кроме того, необходимо учитывать, что в области адсорбции органического вещества электрокапиллярная кривая становится, как правило, более плоской и различия в пограничном натяжении между разными участками капли уменьшаются. [c.204]

Электроосаждение металлов в присутствии определенных органических веществ, называемых выравнивающими агентами, обеспечивает заполнение рисок, царапин и впадин на поверхности металла и получение гладких осадков. В качестве выравнивающих агентов используют кумарин, хинолин, 2,2-дипиридил и другие органические вещества. Большинство выравнивающих агентов является одновременно и блескообразователями. Блеск осадка существенно улучшается, если в раствор вместе с выравнивающим агентом добавляют специальные органические вещества — блескообразователи (п-толуол-сульфамид, сульфонаты ароматических эфиров и др.). Предполагается, что выравнивающие и блескообразующие добавки адсорбируются преимущественно на различных выступах поверхности и препятствуют осаждению металла на них, тогда как в углублениях плотность тока соответственно повышается. Преимущественная адсорбция органических веществ на выступах связана прежде всего с тем, что условия диффузии органических молекул к выступающим участкам поверхности оказываются более благоприятными. Механизм блескообразо-вания изучался в работах Н. Т. Кудрявцева, К. М. Горбуновой, Ю. Ю. Матулиса, С. С. Кругликова и др. [c.391]

Другая точка зрения на механизм адсорбции молекулярнодисперсных веществ определяет содержание теории Лэнгмюра (1916). Согласно этой теории адсорбционное насыщение ограничено заполнением активных центров адсорбента. Предполагается, что каждый активный центр обладает лишь мономолекулярной сферой действия, так как адсорбция обусловлена остаточными валентностями на поверхности. Адсорбция рассматривается Лэнгмюром как химическое взаимодействие, поэтому насыщенный адсорбционный слой должен быть только мономолекулярным. С увеличением концентрации раствора адсорбция может возрастать лишь до определенного предела, до насыщения адсорбционного слоя. [c.13]

Дальнейшее развитие теории катализа тесно связано с исследованием состояния катализатора во время реакции. Принципы структурного и энергетического соответствия, оставаясь решающими, должны относиться к системе катализатор — реагирующее вещество, сложившейся ко времени достижения стационарного состояния катализатора. Степень окисления поверхностных атомов катализатора, природа лигандов и состав промежуточного координационного комплекса определяют направление реакции и лимитирующие стадии. Решающую роль играют методы определения состояния катализатора и всей системы во время реакции. Одним из таких методов является измерение потенциала (или электропроводности) катализатора во время реакции. Легче всего это сделать в проводящих средах как в жидкой, так и в газовой фазе для гетерогенных и гомогенных катализаторов. В окислительно-восстановительных процессах структурным фактором являются не только размеры кристаллов и параметры решеток, но и кислотно-основные характеристики процессов. Всякая поверхность или комплексное соединение представляют собой кислоту или основание по отношению к реагирующему веществу, а это определяет направленность (ориентацию) и энергию взаимодействия вещества с катализатором. Для реакции каталитической гидрогенизации предложена классификация основных механизмов, основанная на степени воздействия реагирующего вещества на поверхность катализатора, заполненную водородом. В зависимости от природы гидрируемого вещества в реакции участвуют различные формы водорода. При этом поверхность во время реакции псевдооднородна, а энергия активации— величина постоянная и зависящая от потенциала поверхности (или раствора). Несмотря на локальный характер взаимодействия, поверхность в реакционном отношении однородна и скорость реакции подчиняется уравнению Лэнгмюра — Хиншельвуда, причем возможно как взаимное вытеснение адсорбирующихся веществ, так и синергизм, т. е. увеличение адсорбции БОДОрОДЗ ПрИ адсорбции непредельного вещества. Таким образом, созданы основы теории каталитической гидрогенизации и возможность оптимизации катализаторов по объективным признакам. Эта теория является продолжением и развитием теории Баландина. [c.144]

На поверхности кристаллов, находящихся в равновесном состоянии с раствором, всегда имеется некомпенсированное электростатическое поле. Эта энергия на поверхности кристаллов уменьшается в результате адсорбции ионов осаждаемого вещества, а также ионов и молекул примесей ( 21, 22). Обычно осадок видим в растворе только при определенной концентрации осаждаемого вещества. Например, сульфид меди имеет растворимость г- ион1л, но частицы в растворе видны [c.84]

Удельная поверхность обычно более доступна для экспериментального определения, чем размер частиц. Универсальный метод измерения удельной поверхности основан на явлении адсорбции, при которой происходит налипание на поверхность частиц молекул некоторого вещества, присутствующего в дисперсионной среде (в одной из непрерывных фаз) в качестве одного из компонентов среды. Это может быть растворенное в жидкой среде вещество или сама газообразная фаза, если средой является газ (для единообразия газообразное вещество можно считать растворенным в вакууме и характеризовать его концентрацией с, как и настоящий раствор). Термин адсорбция употребляется для обозначения явления и количества адсорбированного вещества. Адсорбрфованное на поверхности частицы вещество увеличивает ее размер. На рис. 3.1 слой адсорбированного вещества (адсорбционная оболочка) показан в виде прозрачного ореола вокруг более темного тела самой частицы. Роль оболочки не сводится к изменению основной геометрической характеристики системы — размера частиц. Самым важным свойством таких оболочек является их способность предотвращать слипание частиц при их столкновениях. [c.548]

Таким образом, метод определения удельной поверхности по адсорбции лауриновой кислоты из растворов в н-пентане можно применять только при использовании в качестве адсорбента окиси алюминия, для которой характерна невысокая концентрация гидроксильных групп на поверхности. При этом окись алюминия не должна содержать микропоры, препятствующие проникновению молекул растворенного вещества и их нормальной [c.327]

Предположим, что взаимодействиями в поверхностном слое можно пренебречь. Тогда изотерма полного содержания должна совпадать с изотермой адсорбции пара данного вещества при р р = /л. При адсорбции паров органических веществ на сажах заполнения монослоя обычно достигают при р р 0,1. Если использовать для определения поверхности сан водные растворы органических веществ, например фенола, то, так как коэффициент активности фенола при малых концентрациях примерно равен 50, имеем х онослоя = 0,1/50 = 0,002. Поскольку при этой концентрации 1, то имеем % = п (0,998), т. е. и п практически совпадают. [c.123]