Свободная адсорбции

Поверхностный слой металла обладает большой активностью, так как у атомов, расположенных на поверхности, имеются свободные связи, не компенсированные соседними атомами. Благодаря этому поверхность металла притягивает из внешней окружающей среды атомы или молекулы различных газов, паров жидкостей. В результате на поверхности образуются тончайшие плен- ки. Явление образования на поверхности твердого тела тончайших пленок газов, паров или растворенных в жидкости веществ называется адсорбцией. Наибольшей способностью к адсорбции на твердых поверхностях обладают поверхностно-активные вещества, к которым относятся органические кислоты, их металлические мыла, спирты и смолы. [c.59]

Изменение свободной энергии при адсорбции [c.479]

Интересный пример стерического затруднения при каталитической гидрогенизации представляют углеводороды (I) — (V). 1-(1-нафтил)-цикло-гексен-1 (I) гидрогенизируется в 2 раза медленнее, чем углеводороды (II) — (V). Было предложено несколько объяснений этого явления. Самое последнее предположение основано на признании, что гидрогенизации предшествует плоскостная адсорбция на катализаторе. Молекула (I) лишена копланарности вследствие отталкивания между атомами водорода, находящимися у углеродных атомов 2 и 8, которое препятствует свободному вращению вокруг связи между 1 и 1 атомами углерода [91] [c.246]

Величина AF представляет собой интегральное изменение свободной энергии при адсорбции. Убыль свободной энергии равна интегральной работе адсорбции [c.482]

Концентрирование газообразных или растворенных веществ на поверхности твердого или жидкого тела называется адсорбцией, а тело, на поверхности которого происходит адсорбция,— адсорбентом. Способность поверхности тел адсорбировать различные вещества объясняется особым состоянием молекул или атомов, находящихся в поверхностном слое. В то время как валентные силы таких частиц, направленные внутрь объема, оказываются уравновешенными действием нижележащих частиц, силы, направленные в окружающее пространство, остаются свободными. Адсорбция происходит за счет этих остаточных валентностей, которые часто называют оста-точным силовым полем. [c.87]

Адсорбция объясняется тем, что ионы или молекулы, расположенные на поверхности твердой фазы, находятся в иных условиях, чем частицы, лежащие внутри нее. В то время как эти частицы связаны с соседними по всем направлениям, так что действующие между ними силы взаимно уравновешиваются, у частиц поверхностного слоя уравновешены только силы, направленные внутрь вещества и лежащие в плоскости самой поверхности. Поэтому на поверхности создается свободное силовое поле, и частицы могут притягивать к себе ионы или молекулы растворенных веществ. [c.110]

Диффузия молекул к поверхности и от поверхности твердого катализатора обычно происходит быстро в газах и медленно в жидкостях. Поэтому для последних суммарная скорость реакции сильно зависит от размеров пор и доступности катализатора. При этом может оказаться, что реакция лимитируется диффузией (т. е. стадиями 1 и 5). Для газов этот случай является редким. На время ограничимся рассмотрением таких каталитических процессов, скорости которых определяются стадиями 2, 3 и 4. Предложены две модели строения сорбированного слоя реагентов па поверхности. Одна из них исходит из того, что сорбированный слой слабо связан с поверхностью и относительно свободно может мигрировать с одного места поверхности к другому. В предельном случае подвижный слои может быть представлен как двухмерный газ, сорбированный на поверхности. Наряду с этой моделью существует и модель сильной связи поверхностного слоя согласно такой модели, можно считать, что каждая сорбированная молекула образует химическую связь с некоторым атомом на поверхности катализатора. В таком локализованном слое миграция реагирующих веществ может медленно проходить либо за счет диффузии на иоверхности, либо за счет испарения и повторной адсорбции. Эти относительно медленные процессы могут лимитировать скорость реакции. [c.536]

Можно думать, что на поверхности катализатора, относительно обедненной водородом, основная масса молекул н-гептана адсорбирована всеми семью атомами углерода. При этом геометрия конформаций А и Б такова, что их адсорбция сопровождается блокированием отмеченных междоузлий алкильными группами группами С-1 и С-7 в конформации А и С-6 в конформации Б. В последнем случае второе междоузлие в определенный момент может оказаться занятым свободным водородом, что по указанным ниже причинам создает относительно более благоприятную возможность для образования переходного состояния. Это обусловлено тем, что на поверхности металла продолжительность жизни адсорбированного углеводорода значительно больше, чем у адсорбированного водорода [102], в связи с чем междоузлия, занятые алкильными остатками, освобождаются значительно реже, чем места, занятые водородом. Поэтому в условиях недостатка водорода вероятность создания благоприятных условий для занятия обоих междоузлий атомами водорода из молекулы н-гептана, а следовательно, и для образования переходного состояния ниже для конформации А. [c.216]

Механизм такого процесса окисления можно представить схемой, приведенной на рис. 2.11. На стадии I происходит адсорбция молекулы кислорода на активном центре (обозначен звездочкой). Стадия II характеризуется превращением адсорбированной молекулы кислорода в поверхностный ион Ог и одновременным взаимодействием данной ячейки активатора с полярной молекулой углеводорода, дающего слабую водородную связь с поверхностью, в результате чего ослабляется связь водорода с углеводородным радикалом. На стадии III поверхностный ион кислорода соединяется с ядром водорода с разрывом связи Н—К. При этом образуются поверхностный комплекс [5 --ООН] и свободный радикал К, которые на стадии IV в [c.60]

Кристаллическая поверхность твердого тела неоднородна. На ней всегда имеются микроскопические участки, занятые химически активными группами атомов и так называемые поверхностные активные центры, служащие центрами адсорбции. Одной из причин их появления может служить выход разных кристаллических плоскостей на поверхность. Роль такого центра может играть также поверхностный атом основной кристаллической решетки со свободной связью. Появление активных центров может быть связано с неустранимыми дефектами поверхности, например с местом выхода на поверхность дислокаций, где кристаллическая решетка сильно возмущена и где в результате этого возникают очень активные поверхностные атомы. Причиной неоднородности поверхности могут стать способ и характер предварительной ее обработки, приводящей к образованию на монокристаллах ступеней, уступов, широких террас и других подобных дефектов, а также микроскопические примеси постороннего вещества, загрязняющего поверхность. [c.181]

Если обозначить часть поверхности, покрытую мономолекуляр-ным слоем газа А, через оа, то скорость адсорбции будет пропорциональна доле свободной поверхности (1—ал), числу молекул, адсорбируемому этой поверхностью, и давлению. Вследствие этого [c.275]

С достаточной достоверностью можно предположить, что скорость адсорбции Г1 какого-либо вещества в любой момент времени пропорциональна его парциальному давлению р и степени заполнения поверхности свободными местами в тот же момент времени (1—6). Таким образом [c.208]

Простейшее уравнение полимолекулярной адсорбции было выведено исходя из того, что при адсорбции пара молекулы, попадая на уже занятые места, не покидают их немедленно, но образуют кратные адсорбционные комплексы (рис. XVI, 7). По мере приближения значения р к сокращается число свободных мест, растет, а затем сокращается число мест, занятых единичными комплексами, потом двойными комплексами, тройными комплексами и т. д. При выводе уравнения изотермы полимолекулярной адсорбции пара пренебрежем взаимодействиями между молекулами адсорбата в адсорбционном слое [c.450]

Вместо величины поверхности в выражении скорости адсорбции иногда подставляют величину концентрации С свободных активных участков на поверхности. Тогда уравнения (VI 1,3) и (VII, 4) можно записать в виде [c.211]

Поскольку парафиновые углеводороды подвергаются каталитическому крекингу сравнительно медленно, Томас [275] считал, что первоначальной реакцией, а также стадией, определяющей скорость процесса, является термическое разложение насыщенных углеводородов. Образующийся олефин соединяется на поверхности катализатора со свободным протоном, и получается карбоний-ион [276, 278]. Установлено, что карбоний-ионы могут возникать при адсорбции парафинов на катализаторах крекинга благодаря отрыву катализатором гидрид-иона. [c.336]

Эффект разделения в масштабе молекул определяется статистическим распределением пустот с определенным диаметром (рис. 30). Если диаметр пустот мал, а соотношение поверхности и объема велико, то доминируют эффекты собственно адсорбции. Если величина среднего свободного пробега молекул газообразного компонента велика, по сравнению с диаметром пустот, то разность между скоростями диффузии компонентов обратно пропорциональна квадратному корню из величины молекулярного веса. [c.84]

В том случае, когда происходит адсорбция газов из их смеси, например при адсорбции компонентов бинарной газовой смеси, имеются как бы две параллельные реакции взаимодействия газов А и В со свободной поверхностью адсорбента по схеме Лэнгмюра (предполагается, что молекулы А и В адсорбируются на одних и тех же свободных местах поверхности) [c.448]

Изменение свободной анергии при адсорбции [c.479]

Бокрис, Бломгрен и Конвей используют модифицированную изотерму Ленг-мюра, в которой свободная энергия адсорбции является убывающей функцией от поверхностной ко1щептрации, но не в первой степени, как в теории Фрумкина, а в степени, отличной от единицы. Бокрис, Деваггатхан и Мюллер учитывают конкуренцию за место в двойном слое И ежду молекулами воды и органического вещества, подчеркивая роль ориентации диполей воды на поверхности раздела, зависящую от ее заряда. [c.248]

Рассмотрим, как изменяется при адсорбции свободная энергия системы. В начальном состоянии система состоит из чистого адсорбента (1) с поверхностью з=1 и поверхностным натяжением и из Па молей чистого жидкого адсорбата (2), находящегося отдельно при [c.479]

Таким образом, в общем случае, когда химический потенциал адсорбата при адсорбции изменяется, изменение свободной энергии системы больше изменения поверхностного натяжения. [c.480]

Таким образом, дифференциальное изменение свободной энергии при адсорбции равно изменению химического потенциала адсор- [c.482]

При адсорбции больших молекул, обладающих, наряду с периферическими диполями, большой неполярной частью, например молекул спиртов с достаточно большой углеводородной цепью, молекул фенола и т. п., энергия дисперсионных сил больше энергии электростатического взаимодействия диполя адсорбата с полем ионов или полем диполей поверхности адсорбента. В результате молекула адсорбата, например фенола, ориентируется плоскостью бензольного кольца параллельно поверхности адсорбента. При такой вынужденной ориентации диполя молекулы адсорбата энергия электростатического взаимодействия меньше, чем при свободной его ориентации, так как ось диполя оказывается расположенной под углом к направлению электростатического поля поверхности. [c.496]

Скорость процесса адсорбции о, прямо пропорциональна давлению р газа и свободной поверхности твердого тела (катализатора) 1 — 0, т. е. [c.317]

Впоследствии близкие взгляды были высказаны и другими исследователями, например Конвеем и Бокрисом, Впджем, Трассати и др. Этими и некоторыми другими авторами была отмечена необходимость учета конкурентной адсорбции воды и водорода. Свободная энергия адсорбции воды точно неизвестна по ориентировочным подсчетам Бокриса она для металлов первой группы близка к 100 кДж-моль . Выяснилось также, что для ряда металлов, адсорбирующих водород, перенапряжение не уменьшается, а растет с увеличением энергии связи М—Н (Рютчи, Делахей, Парсонс). Эти металлы образуют подгруппу второй группы, по классификации Антропова, в которой преобладающим оказывается эффект увеличения энергии активации рекомбинации или электрохимической десорбции с ростом эшфгии связи М—Н. Минимальное [c.412]

ОТ ИХ строения и поверхностных СВОЙСТВ. Адсорбция паров воды полистиролами, модифицированными одинаковым количеством антистатика, так же зависит от свойств полимерной подложки, как в случае исходных полимеров. Этим объясняется различие в антистатическом действии хлорида диметилэтилоктадециламмония на полистиролы. Кроме того, из одного и того же раствора антистатика путем свободной адсорбции менее полярные полистиролы адсорбируют больше соли четвертичного аммония, что ведет к уменьшению их р. [c.146]

Установлено [194], что при нанесении одинакового количества солей четвертичного аммония на поверхность ПС погружением образцов в раствор антистатика ( свободная адсорбция) антистатический эффект меньше, чем при накапывании раствора на поверхность ( вынужденная адсорбция). Это, по-видимому, связано с неравномерностью распределения молекул антистатика, имеющей место при свободной адсорбци . Подобная неравномерность может быть вызвана тем, что адсорбция из раствора происходит первоначально на активных центрах поверхности полимеров. В случае вынужденной адсорбции роль активных центров уменьшается. [c.154]

Теория Штерна дает качественно правильную картину двойного электрического слоя. Она широко используется при рассмотрении тех электрохимических явлений, в которых структура двойного слоя играет существенную роль. Но теория Штерна, как это отмечал сам автор, не свободна от мсдостатков. К их числу относятся невозможность количественного описания емкостных кривых — экспериментальные и расчетные кривые отклоняются друг от друга, особенно при удалении от потенциала нулевого заряда, несовместимость некоторых из ее основтых положений, например сохранение заряда в плотном слое при отсутствии специфической адсорбции, и т. д. [c.270]

Рис. XVIII, П. Влияние адсорбции к-гексана (а), бензола (б) и диэтилового эфира (в) на полосу валентных колебаний свободных гидроксильных групп ОД поверхности кремнезема /—полоса до адсорбции Р—полоса после адсорбции малых количеств пара 3— полоса после адсорбции больших коли

Эванс, Хиббард и Поуэл [7] изучали спектры поглощения в ближней инфракрасной области (1,10—1,23 и) различных парафиновых и циклопарафиновых углеводородов, содержащих от 13 до 34 углеродных атомов, а также некоторых смазочных масел, освобожденных от ароматических углеводородов адсорбцией. При этом было обнаружено замечательное сходство между спектрами насыщенных (свободных от ароматики) смазочных масел и некоторыми производными циклопентана такого же молекулярного веса. В итоге авторы пришли к выводу о том, что имеется убедительное доказательство того, что насыщенные фракции смазочных масел содержат большое количество циклсшентановых колец . [c.33]

Число мест на поверхности, на которых могут разместиться молекулы адсорбата, ограничено. Иными словами, концентрация Са В мономолекулярном слое может быть повышена лишь до некоторого предельного значения при котором все места, пригодные для адсорбции данного вещества, уже заняты. Влияние этого фактора на вид изотермы адсорбции проще всего рассмотреть, предполагая, что молекулы адсорбируются только на свободных местах поверхности адсорбента, с которыми они образуют адсорбционный комплекс. Связь с адсорбентом может быть при этом химической или физической, но достаточно сильной для того, чтобы молекула не перемещалась вдоль поверхности. В этой случае наблюдается локализованная адсорбция в отличие от нело-кализованной, когда молекулы адсорбата могут свободно перемещаться вдоль поверхности адсорбента. Так как поверхность адсорбента состоит из атомов, ионов или молекул, то для перемещения молекулы вдоль поверхности необходимо преодолевать потенциальные барьеры (см. схему на рис. XVI, 3). Поэтому при низ-ких температурах физически адсорбирующиеся молекулы преимущественно локализованы, а при высоких—не локализованы. Химически адсорбирующиеся молекулы локализованы. [c.443]

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]

Дифференцируя выражение (XVII, 58) по Га, находим выражение для дифференциального изменения свободной энергии при адсорбции [c.482]

Рис. XVIII, 12. Зaви имo тL между смещением частоты валентных колебаний Дv свободных гидроксильных групп поверхности кремнезема и разностью теплот адсорбции ДСд на гидроксилированной и дегидроксилированной поверхности