Адсорбированный слой идеальный

Катализ на неоднородных поверхяо<т1х. Модель идеального адсорбир. слоя, как наиболее простая, широко Применяется для описания кинетики гетерогенно-каталитич. р-ций. Она, однако, не всегда способна описать количественно явления на пов-стях реальных катализаторов. Напр., скорость адсорбции не пропорциональна 06, а зависит от нее экспоненциально. В таких случаях необходимо отказаться по крайней мере от одного из Предположений модели идеального адсорбир. слоя либо считать места пов-стн неодинаковыми (т. наз. биОграфич. неоднородность), либо принять воз.можность взаимного влияния адсорбир. частиц (индуцир. неоднородность Пов-сти). Тогда термин одйо-родная поверхность будет означать почти то же, что И идеальный адсорбир. слой , однако допускается возможность адсорбции частицы на двух и более соседних местах пов-сти. [c.350]

Теоретически предпочтительнее работать с бесконечно малыми частицами одинакового размера. На практике дело обстоит несколько иначе. При работе с тонким слоем идеальными являются очень мелкие частицы (1-10 мкм), поскольку слои этих частиц довольно легко связываются с подложкой и нет необходимости в использовании нежелательных добавок. В настоящее время в хроматографии в колонках предельный диаметр частиц определяется сложностью заполнения колонок частицами со средним диаметром менее 20 мкм. Маловероятно, чтобы это ограничение действовало в течение долгого времени так, уже несколько пет назад были описаны /11/ высокоэффективные колонки, заполненные субмикронными частицами. Кроме того, техника заполнения колонок постоянно совершенствуется. Влияние массопередачи на высоту тарелки можно заметно уменьшить, если использовать материалы с контролируемой поверхностной пористостью или материалы, представляющие собой твердые частицы, покрытые адсорбирующей пленкой. Для колоночной хроматографии в настоящее время можно рекомендовать частицы со средним диаметром 20-30 мкм с распределением по размерам в пределах 15 мкм или же адсорбенты и носители с контролируемой поверхностной пористостью. [c.48]

В идеальном случае сера должна адсорбироваться каждым слоем гранулы последовательно и наблюдаться резкая граница между 2па и. в действительности реакция идет с конечной скоростью, следовательно будет наблвдаться промежуточный слой, состоящий из гп5 и 1пО, Кроме того, имеет место миграция ионов сульфида внутрь кристаллов окиси и миграция окиси в наружный слой [c.92]

Гидродинамический режим пассивной фазы принято считать близким к идеальному вытеснению отклонения от идеальности являются, главным образом, следствием различия скоростей подъема пузырей разного размера. Более сложен вопрос о перемешивании потока в активной фазе. В плотном слое твердых частиц, при относительно малых линейных скоростях потока, турбулентные пульсации не играют заметной роли и перемешивание потока может быть следствием только взаимодействия потока с подвижными твердыми частицами. Механизм перемешивания газа в активной фазе кипящего слоя состоит в увлечении твердыми частицами молекул реагентов, находящихся у поверхности частиц и внутри пор и адсорбированных на поверхности. Если основная часть переносимого вещества адсорбирована на поверхности частиц, константа равновесия между ядром потока и приповерхностным слоем связана с удельной поверхностью частиц о и сорбционными свойствами реагентов соотношением [c.311]

Метод дифференциальной емкости можно использовать для определения нулевых точек любых металлов, однако в случае твердых металлов появляются осложнения, значительно затрудняющие интерпретацию полученных результатов. Затруднения связаны с тем, что многие твердые металлы, в частности все металлы железной и платиновой групп, способны адсорбировать и окклюдировать значительные количества водорода или кислорода. Это должно влиять и на величину дифференциальной емкости двойного слоя, и на характер изменения ее хода с потенциалом. Кроме того, твердые металлы обладают обычно неоднородной поверхностью наличием микропор, трещин, нарушений идеальной кристаллической решетки (дислокациями) и т. п. Поэтому потенциал минимума дифференциальной емкости твердого металла не всегда можно отожествить с его потенциалом нулевого заряда. Наиболее надежные данные получены для таких мягких металлов, как свинец, цинк, кадмий и таллий, поверхность которых по своим свойствам наиболее близка к поверхности ртути. [c.256]

Как уже упоминалось, адсорбирующиеся на поверхности компоненты понижают, и во многих случаях значительно, поверхностное натяжение раствора по сравнению с чистым растворителем. Поэтому они получили название поверхностно-активных веществ. Эта активность состоит в том, что они обычно имеют очень высокий коэффициент распределения, т. е. при значительной концентрации на поверхности их концентрация в объеме очень мала. По этой причине часто равновесная система, содержащая поверхностноактивные вещества, ведет себя в отношении своих объемных свойств как идеальный раствор. Для молекулярной интерпретации адсорбции очень важно знать, является ли адсорбционный слой мс [c.106]

Четвертый пример образования двойного электрического слоя реализуется на идеально поляризуемом электроде при наличии в растворе поверхностно-активных полярных молекул органического вещества. Предположим дополнительно, что ионы электролита являются поверхностно-неактивными, а потенциал электрода за счет внешнего источника тока подобран так, что заряд поверхности равен нулю. В качестве примера можно привести находящийся при п. н. з. ртутный электрод, который погружен в раствор NaF, содержащий некоторое количество н-бутилового спирта. Бутиловый спирт адсорбируется на незаряженной поверхности так, что к поверхности ртути направлен радикал С Н,, а в раствор — гидроксильная группа. Поскольку углеводородный радикал несет небольшой положительный заряд, а группа ОН — отрицательный, то при адсорбции бутилового спирта на незаряженной поверхности ртути возникает некоторый скачок потенциала, изменяющий гальвани-потенциал А ф относительно его значения в чистом растворе NaF при =0. Это изменение можно определить экспериментально по сдвигу п. н. 3. при переходе от чистого раствора NaF к раствору с добавкой бутилового спирта. [c.28]

В отличие от полного (термодинамического) свободный заряд поверхности е зависит от той модели, которая приписывается двойному электрическому слою. Предполагая, что специфическая адсорбция на идеально-поляризуемом электроде не сопровождается частичным переносом заряда (модельное допущение), фактически приравнивают свободный и полный заряды, т. е. Q = е. Для электрода, обратимо адсорбирующего водород, связь между полным и свободным зарядами вытекает из соотношений (14.5) и (14.6) [c.80]

Рассмотрены главные этапы развития термодинамической теории электрокапиллярности. Представлены основные уравнения электрокапиллярности для идеально поляризуемого и обратимого электродов, а также соотношения, вытекающие из этих уравнений. Обсужден физический смысл величин, входящих в уравнения электрокапиллярности идеально поляризуемого и обратимого электродов. На примере электродов из металлов группы платины и амальгам таллия продемонстрированы пути и результаты проверки термодинамической теории электрокапиллярности для обратимых систем. Показано, что термодинамический подход к явлениям хемосорбции с переносом части заряда адсорбированных частиц на поверхность металла позволяет определить формальный коэффициент переноса заряда, который отражает как долю заряда, перешедшего с адсорбирующейся частицы на электрод, так и вызванное процессом адсорбции изменение параметров двойного электрического слоя на границе электрод—раствор. Обсуждены экспериментальные данные, иллюстрирующие различие между поверхностным натяжением и обратимой поверхностной работой для твердых металлов. [c.215]

При очень малой поверхностной концентрации адсорбирующихся частиц можно ожидать, что адсорбция будет подчиняться закону Генри, согласно которому свободная энергия адсорбированных частиц в поверхностном слое пропорциональна ЯТ 1п т, где т — их поверхностная концентрация. Однако практически трудно достигнуть такого идеального разбавления, особенно при адсорбции ионов следовательно, модель адсорбционного слоя должна учитывать взаимодействие между адсорбированными частицами. Для всех систем необходимо также учитывать размер частиц. С этой целью были использованы два упрощенных метода. Первый из них в большей степени применим для твердых электродов. Он основан на модели, согласно которой частицы адсорбируются на ограниченном числе локализованных участков поверхности. Этот метод приводит к хорошо известной изотерме Лэнгмюра [11, которая может быть выражена уравнением состояния поверхностного слоя [c.265]

Рассмотрим теперь с помощью уравнения (111,20) реакции в подвижном адсорбированном слое при малых поверхностных концентрациях, когда можно пренебречь взаимодействием между адсорбированными частицами и они ведут Себя как двумерный идеальный газ. В случае адсорбции парциальные статистические суммы активированного комплекса и адсорбирующейся молекулы выражаются формулой (111,11) при п = 2 и га = 3. Тогда [c.57]

Таким образом, множитель 6 всегда необходимо учитывать. Если, например, для процессов дегидрирования, дегидратации или крекинга принимается, что Av = 1 (т. е. каждый из компонентов реакции адсорбируется, занимая по одному месту), то тогда для этого случая должно быть справедливым (с точки зрения идеального адсорбированного слоя) уравнение [c.137]

Рассматривая кинетические уравнения процессов, в ходе которых происходят адсорбция нескольких веществ, мы ограничивались случаем квазиоднородности, т. е. принимали, что изменения величин характеристических теплот адсорбции при переходе от одних участков поверхности катализатора, к другим оказываются одинаковыми для разных компонентов реакции. Это означало выполнение условия ( .34) для всех адсорбирующихся компонентов. Такое условие приводит к уравнениям, содержаш,им выражения с показателями степени а или Р при протекании реакции в области средних заполнений, и к выражениям, совпадающим по форуме с уравнениями для идеального адсорбированного слоя в области малых и больших заполнений поверхности катализатора. Отказавшись здесь от такого предположения, будем считать, что [c.193]

Степень адсорбции индикаторов разной природы существенно различается. Следует выбирать такой индикатор, который адсорбируется не слишком сильно и не слишком слабо. Если индикатор адсорбируется слишком сильно, то он может замещать ионы первичного адсорбционного слоя до достижения точки эквивалентности. Если индикатор адсорбируется слабо, конечная точка появляется значительно позднее, чем достигается точка эквивалентности. В идеальном случае адсорбция начинается как раз перед точкой эквивалентности и быстро увеличивается в точке эквивалентности. [c.350]

Метод дифференциальной емкости можно использовать для определения нулевых точек любых металлов, однако в случае твердых металлов появляются осложнения, значительно затрудняющие интерпретацию полученных результатов. Затруднения связаны с тем, что многие твердые металлы, в частности все металлы железной и платиновой групп, способны адсорбировать и окклюдировать значительные количества водорода или кислорода. Это должно влиять и на величину дифференциальной емкости двойного слоя, и на характер изменения ее хода с потенциалом. Кроме того, твердые металлы обладают обычно неоднородной поверхностью наличием микропор, трещин, нарушений идеальной кристаллической решетки (дислокациями) и т. п. Поэтому потенциал мини- [c.254]

С другой стороны возможно появление взаимного влияния адсорбированных частиц и их взаимодействие с поверхностью, что также вызывает отклонения от картины идеальной адсорбции. Изменения поверхности катализаторов в ходе процессов, обусловленные, в частности, воздействием реакционной системы, влияют на количество и качество адсорбирующих мест, исключая выполнение закономерностей идеального адсорбированного слоя. [c.250]

Таким образом, в ряде случаев, по-видимому, возможны изменения количества адсорбирующих мест каталитических поверхностей в ходе процессов, делающие их нестационарными, по крайней мере, на некоторых этапах. Боресков [522] считает, что воздействие реакционной системы на катализатор должно рассматриваться как правило, а не исключение и должно всегда учитываться. Эта проблема связана с временем релаксации, необходимым для установления стационарных режимов (см. дальше). Учет подобных воздействий также может приводить к имитации других факторов, определяющих отклонения от закономерностей идеального поверхностного слоя [466]. [c.255]

Теоретические представления о свойствах двойного электрического слоя на границе электрод/раствор электролита количественно соответствуют экспериментальным данным, полученным на ртути и некоторых жидких амальгамах II ]. Естественно поэтому, что для определения границ применимости указанных представлений к твердым электродам и выяснения вопроса о влиянии природы металла на свойства двойного слоя сравнивают основную характеристику двойного слоя — его емкость — на твердых металлах и ртути в различных условиях. Емкость двойного слоя на твердых металлах, так же как и на ртути, может быть определена путем измерения импеданса границы электрод/электролит. Однако при первых попытках определения емкости двойного слоя на твердых электродах из измерений импеданса возникли большие трудности. Причина этих трудностей в том, что в отличие от ртути многие твердые электроды способны адсорбировать водород и бывают идеально поляризующимися лишь в сравнительно узком интервале потенциалов, чаще же в большинстве электролитов вообще не обладают таким свойством. В результате этого электрическая эквивалентная схема границы твердый электрод/электролит содержит наряду с емкостью, эквивалентной двойному слою, одну или несколько электрических цепей, импеданс которых характеризует электрохимические процессы, и первой задачей является выделение емкости, эквивалентной двойному слою, из суммарно измеряемого импеданса. [c.5]

Таким образом, уравнения для равновесия в идеальном адсорбированном слое не зависят от механизма установления адсорбционного равновесия, а вытекают из соображений статистической термодинамики. Поэтому можно считать, что зависимости, выражаемые приведенными выше уравнениями изотермы адсорбции, носят характер закона идеального адсорбированного слоя. Этот закон может быть сформулирован следующим образом при выполнении условий энергетической равноценности адсорбирующих мест поверхности, при их конечном и неизменя-ющемся числе и отсутствии взаимного влияния адсорбированных частиц, закономерности адсорбционного равновесия должны выражаться уравнениями изотермы Лэнгмюра при этом величины дифференциальных теплот адсорбции не должны зависеть от степени покрытия поверхности. Важность этого условия и позволяет именовать его законом идеальной адсорбции. [c.76]

Исследуется поперечная диффузия гидродинамически нейтральной примеси в зернистом слое, рассматриваемом как совокупность ячеек. Показано, что при больших величинах времени устанавливается нормальный закон распределения концентрации примеси в поперечном направлении, с дисперсией, обратно пропорциональной среднему времени пребывания в ячейке и не зависящей от формы распределения времени пребывания в ячейке. Выведен общий критерий времени установления нормального распределения, который конкретизирован применительно к модели ячеек идеального смешения с различными типами застойных зон. Исследованная схема описывает процессы диффузии в слое пористых и непористых частиц, а также частиц, адсорбирующих примесь, и теплопроводности в зернистом слое в условиях, когда передача тепла через точки контакта незначительна. [c.14]

Поверхность адсорбента, на которой могут размещаться молекулы адсорбата, ограничена. При условии мономолекулярности адсорбционного слоя ограничена и его толщина I. Поэтому величина адсорбции не может превышать предельного значения Г = Г а д. Изотерма адсорбции на однородной поверхности адсорбента была выведена американским ученым Дж. Лэнгмюром. Он предполагал, что адсорбция локализована и идеально обратима. Согласно этому предположению молекулы газа адсорбируются только на свободных от адсорбата местах поверхности адсорбента, в то время как десорбция молекул осуществляется только с занятых мест. Связь адсорбата с адсорбентом должна быть достаточно прочной для того, чтобы адсорбционный комплекс не перемещался вдоль поверхности адсорбента (локализованная адсорбция). [c.139]

КАТАЛИТИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ КИНЁТИКА. Каталитич. р-ция-циклич. процесс, складывающийся из ряда элементарных р-ций, скорости к-рых описываются действующих масс законом. Этот закон имеет простую форму для идеальных газовых смесей, идеальных р-ров и идеальных поверхностных слоев. Последним термином обозначают модель (И. Ленгмюр, 1918), в к-рой пов-сть твердого тела принимается состоящей из определенного числа одинаковых мест (адсорбц. центров), каждое из к-рых способно удержать в адсорбир. состоянии одну частицу-молекулу или атом при этом частицы, адсорбир. на соседних местах, не влияют друг на друга. Если в элементарной р-ции номер s участвуют в-ва [c.348]

Идеальный адсорбированный слой. Основные предположения. В рамках теории идеального адсорбированного слоя Ленгмюра [35] учитывается детальный механизм протекания гетерогенных каталитических реакций на поверхности. При этом предполагается, что адсорбция частиц ограничивается одним слоем. Основными допугцениями этой теории являются также на поверхности имеется конечное и не изменяюш,ееся в ходе процесса число активных мест, каждое из которых может адсорбировать одну частицу места энергетически равноценны и одинаково доступны для адсорбции между адсорбированными частицами отсутствует какое-либо физическое взаимное влияние, приводягцее к изменению характера и прочности адсорбционной связи кинетика реакций в идеальных адсорбированных слоях определяется законом действующих поверхностей. При исследовании аэродинамического нагрева обычно предполагается, что каталитические реакции протекают стационарно. [c.17]

А. Двойной электрический слой в отсутствие специфической адсорбции. На идеально поляризуемом электроде в растворе поверхностно-неактивного электролита происходит разделение зарядов противоположного знака и образуется двойной электрический слой. Если поверхность электрода заряжена положительно (удельный заряд е>0), на электроде адсорбируются анионы. Поверхностная концентрация анионов Г >0, При отрицательном заряде поверхности электрода (е<0) адсорбируются катионы (Г+>0). В точке нулевого заряда (т. и. з.) е = 0 и Г+=Г = 0. Взаимодействие ионов с поверхностью электрода носит электростатический характер (кулоновское взаимодействие). Электролиты, адсорбирующиеся за счет кулоновского взаимодействия, называются поверхностнонеактивными. Образовавшийся двойной слой ведет себя как плоский конденсатор, на обкладках которого возникает скачок пйтенциала Аф. Характеристикой конденсатора являются его емкость и заряд. Различают два типа емкости интегральную [c.16]

В некоторых разделах предыдущих глав рассматривалось определение поверхностной концентрации адсорбированного вещества на идеально поляризуемом электроде. Метод расчета, приведенный в разделе 2 гл. IV, дает возможность определить количество ионов одного вида, если другие ионные компоненты не адсорбируются специфически. Уравнение (12) гл. II позво- ляет найти относительный поверхностный избыток незаряжен ных частиц, который можно в случае неконцентрированного раствора приравнять поверхностной концентрации этого вещества при разущюм предположении об отсутствии диффузного слоя для незаряженных частиц. Обратимся теперь к интерпретации результатов, которые можно получить ранее описанными методами. Более детально мы изложим, согласно работе [1], вопрос [c.92]

На измерения могут влиять два вида загрязнений. Неорганич -ские примеси (например, кис5лород или катионы тяжелых металлов) при электрохимическом восстановлении (или окислении) приводят к появлению постоянного тока, и в этом случае электрод не является идеально поляризуемым. За исключением экспериментальных трудностей, связанных с протеканием тока, такие примеси вряд ли приводят к значительным ошибкам в электрокапиллярных или емкостных измерениях. Впрочем, это может оказаться и не так, если концентрация примеси высока или примесь подвергается быстрому электрохимическому окислению или восстановлению. К счастью, наличие примеси такого рода легко определить по протеканию тока, особенно заметного в случае капельного ртутного электрода. К более значительным ошибкам приводит загрязнение поверхностно-активными веществами, адсорбирующимися на электроде без химического превращения. Эти вещества могут иметь либо ионную (специфически адсорбированные ионы), либо неионную (органические молекулы) природу и присутствовать в концштрации, расположенной ниже порога чувствительности обычного химического анализа. В таких случаях единственный критерий чистоты системы — воспроизводимость и внутренняя согласованность проюдимых измерений. Перед началом двойнослойных измерений необходимо провести раздельную очистку растворителя и растворяемых вацеств. Для очистки воды от органических примесей применяют дистилляцию из раствора щелочного перманганата, что дает достаточно чистый для многих целей растворитель. Работа с невод-Выми растворителями часто требует сложной техники и оборудования как для очистки, так и для обращения с материалами [17]. Для удаления воды из неводного растворителя обычно используют молекулярные сита и дальнейшую перегонку при пониженном давлении. Чтобы в раствор не попадала атмосферная влага, приходится работать в изолированном боксе. Для работы с двойным слоем обычно достаточно перекристаллизации аналитически чистых солей из перманганат-дистиллированной воды. [c.82]

При выполнении исходных предпосылок приведенные выражения оказываются справедливыми при условии, что характеризующие их постоянные (коэффициенты адсорбции, константы скорости адсорбции и десорбции, теплоты адсорбции, энергии активации адсорбции и десорбции) сохраняются неизменными на всех участках поверхности. Озвокупность выражаемых этими уравнениями зависимостей носит характер закона идеального адсорбированного слоя Лэнгмюра, что может быть сформулировано следующим образом [17] при равноценности адсорбирующих мест поверхности, их конечном и неизменяющемся количестве, в отсутствие взаимного влияния между адсорбированными частицами закономерности адсорбционного равновесия должны выражаться уравнением изотермы Лэнгмюра, а величины теплот адсорбции — не зависеть от степени заполнения поверхности. [c.248]

Поверхностноактивное вещество адсорбируется поверхностью электрода, при этом концентрация вещества в пограничном слое зависит от потенциала. Эта концентрация достигает максимума при значении потенциала, соответствующего нулевой точке электрокапиллярной кривой ( на рис. 4.27), при которой двойной электрический слой находится в незаряженном состоянии. При наложении отрицательного или положительного потенциала (отнесенного к значению поверхность электрода заряжается отрицательно или положительно. Чем положительнее (или соответственно чем отрицательнее) заряжен электрод, тем сильнее притягиваются к пограничному слою анионы (или катионы) фонового электролита и диполи растворителя. Адсорбция поверхностноактивного вещества поверхностью электрода противодействует этому процессу. При положительных или отрицательных значениях потенциала происходит вытеснение поверхностноактивного вещества с поверхности электрода диполями растворителя и ионами электролита. Эти оба значения потенциала в идеальном случае расположены симметрично возле значения потенциала в нулевой точке электрокапиллярной кривой. Поскольку указанные силы находятся в состоянии определенного равновесия , при подаче переменного напряжения происходят непрерывные процессы адсорбции и десорбции, вызывая образование характерного пика тока, такпазываемототензамметрического максимума. Возникновение такого же максимума наблюдается и при измерении емкости двойного электрического слоя (рис. 4.27). Возникновение этих волн, не соответствующих прохождению какого-либо окислительно-восстановительного процесса, формально можно связать с резким возрастанием выражения йС )1йЕ)-Е в уравнении (4.5.4). Адсорбционные процессы протекают с большой скоростью и зависят от скорости ди( )фузии [53], поэтому возникновение тензамметриче- [c.158]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология