Адсорбция многослойная

Предполагая многослойную адсорбцию, Брунауэр, Эммет и Тел-lep вывели уравнение изотермы адсорбции (БЭТ) [c.320]

Наиболее полно в книге освещены физико-химические свойства пленок (глава IV), такие, как толщина и строение, разница между адсорбцией ПАВ в черной пленке и на поверхности раздела объемных фаз (вода—органическая жидкость), равновесных с пленкой, ориентация молекул ПАВ в пленках из органических жидкостей различной природы, межфазное натяжение пленки и краевые углы между черной пленкой и объемной фазой, образование многослойных черных пленок, кинетика возникновения и роста черных пятен, концентрация образования черных пятен и ее зависимость от свойств ПАВ и природы органической фазы, влияние электрического поля на натяжение и устойчивость пленок и др. Обсуждается взаимосвязь различных физико-химических свойств углеводородных пленок с их устойчивостью. На основе термодинамики тонких пленок и теории молекулярного взаимодействия, с учетом реальной структуры черной пленки и различных составляющих расклинивающего давления, авторами разработан точный метод экспериментального определения констант Гамакера и проведено исследование влияния разнообразных факторов на молекулярное взаимодействие в черных пленках. [c.4]

Многослойная физическая адсорбция [c.150]

С другой стороны, адсорбционная теория опирается на тот факт, что большинство металлов, подчиняющихся определению 1, являются переходными металлами в периодической системе (т. е. они имеют электронные вакансии или неспаренные электроны в -оболочках атома). Наличие неспаренных электронов объясняет образование сильных связей с компонентами среды, особенно с Оа, который также содержит неспаренные электроны (что приводит к появлению парамагнетизма) и образует ковалентные связи в дополнение к ионным. Кроме того, переходные металлы имеют высокую температуру возгонки по сравнению с непереходными, что благоприятствует адсорбции компонентов окружающей среды, так как атомы металла стремятся остаться в кристаллической решетке, а образование оксида требует выхода из нее. Образование химических связей при адсорбции кислорода переходными металлами требует большой энергии, поэтому такие пленки называются хемосорбционными, в отличие от низкоэнергетических пленок, называемых физически адсорбированными. На поверхности непереходных металлов (например, меди и цинка) оксиды образуются очень быстро и любые промежуточные хемосорбционные пленки являются короткоживущими. На переходных металлах хемосорбированный кислород термодинамически более стабилен, чем оксид металла [22]. Многослойная адсорбция кислорода, характеризующаяся ослаблением связей с металлом, приводит с течением времени к образованию оксидов. Но подобные оксиды менее существенны при объяснении пассивности, чем хемосорбционные пленки, которые продолжают образовываться в порах оксида. [c.81]

Свободная энергия адсорбции на моль кислорода снижается с увеличением количества адсорбированного кислорода (связь кислород — субстрат становится слабее), поэтому многослойная адсорбция кислорода на металле М способствует в. конечном счете превращению его в кристаллический стехиометрический оксид. Другими словами, АО для реакции [c.189]

Другой метод основан на теории многослойной адсорбции паров в изотермических условиях [6]. Предполагают, что молекулы, сталкивающиеся с участками поверхности, покрытыми монослоем или несколькими слоями, не испытывают упругих соударений, а конденсируются. Испарение молекул происходит со всех участков одновременно. При динамическом равновесии поверхность твердого вещества имеет участки, свободные от адсорбированных молекул или покрытые слоями разной толщины. [c.41]

При физической адсорбции молекулы пара могут адсорбироваться, образуя несколько монослоев. Предполагая многослойную адсорбцию, Брунауер, Эммет и Теллер вывели уравнение изотермы адсорбции (БЭТ) [c.307]

Для описания процесса многослойной адсорбции (возрастание концентрации вещества в поверхностном слое после образования мономолекуляр-но1 о слоя — участок 3 изотермы адсорбции на рис. 7.2) используют уравнение Брунауэра, Эмметта и Теллера [c.331]

Вывод уравнения Лэнгмюра основан на предположении о моно-молекулярном слое адсорбированного вещества. Однако адсорбция может быть и многослойной, тогда уравнение изотермы адсорбции Лэнгмюра становится неприменимым. Оказалось, что более точными являются так называемые 5-образные изотермы Брунауэра, Эммета и Теллера (сокращенно БЭТ), одна из которых представлена на рис. 52. Изотерме адсорбции Лэнгмюра соответствует только нижняя часть (ОА) кривой. 5-образные изотермы (и соответствующее им уравнение) особенно часто используются для случаев адсорбции паров на твердых адсорбентах. [c.140]

Х.5. РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИИ О МНОГОСЛОЙНОЙ АДСОРБЦИИ. [c.146]

Следовательно, адсорбция ограничена величиной поверхности адсорбента. И. Лэнгмюр считал, что вещество располагается на поверхности адсорбента мономолеку-лярным слоем, однако не все ученые разделяют эту точку зрения. Многие из них допускают возникновение многослойных адсорбционных слоев, обосновывают это теоретически и опытным путем (Поляни). [c.359]

Классический метод изучения адсорбции заключается в установлении зависимости между количеством адсорбированного газа, температурой и давлением. Обычно при исследовании адсорбции поддерживают постоянную температуру и по форме полученных изотерм V (р) судят о характере адсорбции. Существует несколько типов изотерм две из них приведены на рис. 191, в. Изотерма типа I — изотерма адсорбции Лэнгмюра с насыщением, соответствующим образованию мономолекулярного слоя на поверхности изотерма типа II соответствует многослойной адсорбции, она характерна для физической адсорбции паров и т. д. Другие типы изотерм встречаются реже. [c.466]

Адсорбция синтетических ПАВ, нафтеновых кислот, смол и асфальтенов на песках является многослойной. Предельная адсорбция для синтетических ПАВ достигается при значительно меньших концентрациях, чем для асфальтенов, смол и нафтеновых кислот. Нафтеновые кислоты, смолы и смеси нафтеновых кислот и смол адсорбируются в значительно большем количестве, чем синтетические ПАВ. На величину адсорбции оказывают влияние свойства растворителя. Адсорбция нафтеновых кислот из ксилоловых растворов (ароматических углеводородов) значительно больше, чем пз керосиновых. Нафтеновые кислоты и асфальтены почти полностью подавляют адсорбцию смол. [c.49]

Однако адсорбция синтетических высокомолекулярных ПАВ на твердых поверхностях часто необратима и многослойна. Поэтому трудно заранее предсказать, как изменится краевой угол смачивания при адсорбции ПАВ из раствора на твердой поверхности. [c.205]

Таким образом, зависимость х/и —х) от х представляет собой прямую, по наклону которой и пересечению с осью ординат можно найти От И С. Далее с помощью уравнения (Х1У-9) величину Vm можно пересчитать на удельную поверхность исследуемого материала. Для. этого необходимо лишь знать о . Если адсорбция многослойная, разумно в качестве использовать не площадь центра адсорбции, а площадь поперечного сечения молекулы адсорбата, рассчитанную в зависимости от температуры из плотности жидкого или твердого адсорбата. Наиболее удовлетворительные результаты обычно получаются при следующих значениях а (А ) N2 16,2 О2 14,1 Аг 13,8 Кг 19,5 н-С4Нк) 18,1. Эти величины, а также значения о° для других адсорбатов критически обсуждаются в работе [38]. Отметим, что приведенные значения близки к рассчитанным из плотностей жидкостей при температурах их кипения и поэтому вполне пригодны для полимолекулярной адсорбции. Правда, иногда эффективная площадь поперечного сечения молекулы адсорбата может все же значительно отличаться от значения найденного из плотности жидкого адсорбата. Так, Пирс и Эвинг [39] показали, что адсорбция азота на поверхности графита определяется кристаллической структурой адсорбента, и поэтому эффективная площадь молекулы азота составляет 20 А , а не 16,2 А . [c.453]

Взаимодействие кислорода с чистой поверхностью металла протекает в три этапа I) адсорбция кислорода, 2) иуклеация, т. е. образование зародышей, 3) рост сплошной оксидной пленки. На первых стадиях адсорбции пленка состоит из атомов кислорода, так как свободная энергия адсорбции атомов кислорода превышает свободную энергию диссоциации его молекул. Методом дифракции медленных электронов удалось установить, что атомы некоторых металлов входят в состав адсорбционной пленки и образуют относительно стабильную двухмерную структуру из ионов кислорода (отрицательно заряженных) и металла (положительно заряженных). Как уже говорилось в отношении пассивирующей пленки (разд. 5.5), адсорбционная пленка, составляющая доли монослоя, термодинамически более стабильна, чем оксид металла. На никеле, например, она сохраняется вплоть до точки плавления никеля [1 ], тогда как N 0 разрушается вследствие растворения кислорода в металле . Дальнейшая выдержка при низком давлении кислорода ведет к адсорбции на металле молекул Оа, проникающих сквозь первичный адсорбционный слой. Так как второй слой кислорода связан менее прочно, чем первый, он адсорбируется не диссоциируя. Возникающая в результате структура более стабильна на переходных, чем на непереходных металлах [2]. Любые дополнительные слои адсорбированного кислорода связаны еще слабее, и наружные слои становятся подвижными при повышенных температурах, о чем свидетельствуют рентгенограммы, отвечающие аморфной структуре. Вероятно, ионы металла входят в многослойную адсорбционную пленку в нестехиометрических количествах и к тому же относительно подвижны. Например, обнаружено, что скорость поверхностной диффузии атомов серебра и меди выше в присутствии адсорбированного кислорода, чем в его отсутствие [3]. [c.189]

Как уже указывалось (стр. 93), по современным представлениям следует различать 1) обычную адсорбцию за счет сил притяжения и 2) хемосорбцию за счет химических валентных сил. Несмотря на то, что между обоими типами адсорбции нельзя провести резкой грани, во многих отношениях они значительно различаются. При обычной адсорбции газ или пар конденсируется по всей поверхности многослойно, выделяющаяся при этом теплота адсорбции невелика и составляет 2000—8000 тл1г-мол, и процесс обратим. В случаях хемосорбции образуется мономолекулярный слой, занимающий обычно не всю поверхность, а локализующийся на наиболее активных участках. Остальная часть поверхности при этом также сорбирует, но чаще всего лишь физически. Теплота хемосорбции может доходить до 200 000 кал г-мол, причем десорбция протекает с большим трудом, и часто вещество десорбируется химически измененным. При хемосорбции получаются настоящие двумерные химические соединения, поэтому их часто называют двумерными. Для образования таких соединений необходима некоторая энергия активации. [c.116]

Ранее было упомянуто, что, например, растворение масел включает в себе, по-видимому, адсорбцию загрязняющего вещества мицеллой моющего средства (см. рис. 12 и 13). В тех случаях, когда речь идет о жидкостях, нетрудно мысленно представит себе, как это происходит, а именно отдельные молекулы масла адсорбируются мицеллой одна за другой до тех пор, пока не образуется многослойная пленка довольно значительной толщины. Хотя Мерриллу и Макбэйну (см. ссылку 98) удалось установить, что твердые тела тоже могут быть свободно растворены моющими средствами и тому подобными веществами, все же нелегко представить себе растворение, например, твердой частицы углерод посредством такого механизма. [c.110]

Ступенчатая адсорбция возникает вследствие двумерной конденсации адсорбата (см. раздел У1П,4) на однородных поверхностях. Если при этом происходит многослойная адсорбция, то при наращивании каждого последуюнтего слоя будут наблюдаться ступеньки, которые, однако, не соответствуют в точностп заполнению слоя [100]. [c.67]

В случае однородных поверхностей двумерная конденсация вызывает появление резких скачков на изотермах адсорбции. Эти скачки наблюдаются даже при низких давлениях газа, находящегося в равновесии с адсорбционным слоем [186]. Напротив, иа однородных поверхностях подобные резкие скачки не наблюдаются, а имеют место плавные кривые (см. раздел V, 12). Некоторые авторы пытаются трактовать подобные скачки как ука.зание на наличие многослойной адсорбции, однако эта точка зрения является ошибочной. С д )угой стороны, конечно, справедливо, что ступенчатая адсорбция может протекать однов )еменио с многослойной адсорбцией (см. также раздел V, 12), [c.117]

Следует еще раз подчеркнуть [188 , что все виды изотерм, обычно иснользуемы.х в качестве доказательства многослойной адсорбции, могут быть получены с мономолекулярнымн слоями в результате постепенного изменения адсорбционных сил на неоднородных поверхностях. Несмотря на это, метод БЭТ является весьма полезным для прак1ических целей. [c.118]

Молекулы способны адсорбироваться во втором слое только в том случае, если теплота нх адсорбции в этом слое выше, чем теплота сжижения (затвердевания), или энтропия молекул, когда они находятся во втором слое, выше, чем энтропия жидкого (или твердого) состояния. Этот критерий, основанный на энтропии, может быть полезным только для самого верхнего слоя, поскольку если поверх BTopoi o слоя адсорбируется третий слой, то энтропия второго слоя может и не быть очень высокой. Следовательно, для многослойной адсорбции требуется, чтобы теплота адсорбции во втором и последующих слоях (т. е. во всех слоях, кроме одного) была выше теплоты сжижения. Хилл [1, 189], а также Хэлси [174б] предполагают, что вандерваальсовое поле поверхности способно передавать энергию второму и последующим слоям. В дополнение следует указать, что при физической адсорбции на угле и на металлах, а также на ионных поверхностях адсор-бироваицые молекулы поляризуются (см. выше). Электрическое поле этих диполей может оказать влияние иа молекулы второго слоя и т. д. Это представление и лежит в основе наиболее старой концепции многослойной адсорбции 190]. К сожалению, многие авторы в более поздней литературе ошибочно утверждают, что, согласно старой концепции, многослойная адсорбция объяснялась одной поляризацией. На самом же деле последней обусловлен только небольшой избыток энергии сверх теплоты сжижения, позволяющий образоваться следующему слою. [c.118]

Недавно Дерягин и Зорин [191] исследовали при помощи оптических методов адсорбцию спиртов, воды, бен.чола,, нитробензола н других веществ на оптичсск полированноГ поверхности стекла. При этом многослойная адсорбция не наблюдалась до тех пор, пока относительная упругость 1га )а не превысила 0,95. [c.119]

Аналитическая зависимость г от р при полимолекулярной адсорбции получена теоретически путем объединения некоторых положений теории мономолекулярной и полимолекулярной адсорбции, разработанной Брапауэром. Эммепюм и Теллером В 1945 году (теория БЭТ). Теория БЭТ предполагает, что адсорбция не заканчивается образованием на поверхности адсорбента мономолекулярного слоя, а возможна многослойная (полимолекулярная) адсорбция. [c.16]

Теория многослойной пли полпмолекулярной адсорбции создана Брунауэром, Эмметом и Теллером (БЭТ). При разработке этой теории принимается, что поверх- [c.222]

Полимолекулярная адсорбция. Изотерма типа II (рис. 191, в) — изотерма многослойной адсорбции представляет интерес в основном при исследовании физической адсорбции. Наиболее удачная попытка описать полимолекулярную адсорбцию была сделана Брунауэром, Эмметом и-Теллером (БЭТ) (1938 г.). Уравнение изотермы БЭТ выводится на основе уравнения Лэншюра, которое, как считают, применимо к каждому последующему слою. При этом также предполагают, что энергия адсорбции д (определяющая величину к ) равна теплоте конденсации для всех слоев выше первого. Уравнение БЭТ в предположении, что число слоев [c.467]

Расчет числа слоев ПАВ, адсорбировавшихся на поверхности металла, позволил определить характер адсорбции неионогенное ПАВ ОП-10 адсорбируется мономолекулярно, ионогенные ПАВ — полпмолекулярно. Наиболее многослойно адсорбируется катапин А (более 250 молекулярных слоев). При использовании ПАВ в процессах добычи нефти необходимо знать концентрацию их в воде, обеспечивающую насыщение первого от поверхности металла мо-номолекулярного слоя. Например, противоизносные свойства водных растворов ПАВ достигают максимума после насыщения первого мономолекулярного слоя на поверхности металла, и дальнейшая адсорбция ПАВ не изменяет эти свойства. Следовательно, при промышленном применении ПАВ контроль за их количеством в водном растворе должен состоять только в поддержании концентрации, обеспечивающей насыщение первого мономолекулярного слоя на поверхности металла. Для исследованных ПАВ концентрация насыщения первого слоя лежит в пределах 0,005—0,075%. [c.27]

Адсорбция лигносульфонатов на поверхности глинистых частиц уменьшает набухание и расслоение глин, обеспечивая тем самым стабилизацию ствола скважины и получение недиспер-гированного бурового щлама. По мнению Браунинга и Перри-коуна, многослойная адсорбционная пленка лигносульфонатов вокруг глинистых частиц образует полупроницаемую мембрану, которая замедляет проникновение жидкости и тем самым сводит к минимуму разрушение частиц глины при разбуривании мягких диспергируемых пластов . В главе 2 уже говорилось об общих функциях хромлигносульфоната-хромлигнита при обработке буровых растворов и о широком использовании таких растворов. [c.491]

При физической адсорбции молекулы пара могут адсорбироваться, образуя пленку толщиной в несколько монослоев. Уравнение изотермы для случая многослойной адсорбции было выведено Брунауэром, Эмметтом и Теллером (уравнение БЭТ) [14]. Как и в теории Ленгмюра, предполагалось, что на поверхности имеются одинаковые центры локализованной адсорбции и что адсорбция на одном центре не влияет на адсорбцию на соседних центрах. Далее было принято, что молекулы могут адсорбироваться во втором, третьем,. .., п-м слое, причем площадь, доступная для адсорбции в п-м слое, равна площади, покрытой (и—1)-м слоем. Принималось, что энергия адсорбции в первом слое постоянна и равна Е, а в следующих слоях равна энергии сжижения газа 1,. [c.252]

Исследование влияния состава НПАВ на адсорбцию (см.рис. 62) показало, что тип (дисперсия или мицелярный раствор) взаимодействующего с карбонатом раствора резко меняет адсорбционные характеристики реагентов, несмотря на однотипность химического строения. Адсорбция АФ-6 при низкой минерализации описывается изотермой Лэнгмюра, это указывает на образование монослоя молекул НПАВ на поверхности карбоната. Увеличение минерализации приводит к некоторому росту AJ ax, что объясняется уменьшением степени гидратации оксиэтильного фрагмента молекул НПАВ, и более плотной упаковкой их на поверхности породы. Сопоставление изотерм адсорбции АФ-6 при низкой минерализации и изотермы адсорбции АФ-12 при высокой минерализации показывает, что АФ-12 адсорбируется с образованием не одного, а нескольких слоев молекул на поверхности карбоната. Следует отметить, что введение АФ-12 в высокоминерализованную дисперсию приводит к росту адсорбции НПАВ, хотя общий вид изотермы адсорбции (для дисперсии) сохраняется (см.рис. 62). Таким образом, увеличение длины оксиэтильного фрагмента молекулы НПАВ способствует многослойной адсорбции на карбонатной поверхности. [c.190]

Существенное влияние на дисперсионные силы в водных смачивающих пл нках оказывают адсорбционные слои ПАВ, диэлектрические функции которых е (г ) существенно отличаются от соответствующих функций для водного раствора и твердой подложки. В результате адсорбции ПАВ пленка приобретает многослойную структуру, что изменяет изотерму дисперсионной составляющей поверхностных сил. Адсорбция ПАВ может изменять сумма )ную изотерму пленки П (к) также и за счет влияния яа структурные и стерические силы. Рассмотрим вначале влияние адсорбционных слоев на дисперсионное взаимодействие в пленках П (к). Для пленок с одним адсорбционным слоем толщиной б на твердой поверхности или на поверхности лленка—газ [18] [c.366]

V — колебательная частота связи, удерживающей молекулу в месте локализации. Множитель 1/(1—0,,) получается из-за выбранного здесь вида процесса перескока (молекула может совершать прыжок в любое место, свободное или занятое если место локализации занято, молекула претерпевает изотропное рассеяние и продолжает совершать прыжки, пока не найдет свободного места) в отличие от процесса Хилла (молекула может совершать прыжки только иа свободные места). При выводе формул (3.86) предполагалось отсутствие заметной многослойной адсорбции. Плотность поверхностного потока оказывается обратно пропорциональной радиусу, тогда как плотность газофазного [c.88]

Такпм образом, при достаточно малом заполнении поверхности, когда многослойная адсорбция еще не наступила, роль поверхностной диффузии в разделении изотопов оказывается сравнимой с ролью молекулярного потока в газовой фазе. [c.89]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология