Адсорбция в плотном слое

Адсорбция из растворов на поверхности твердых адсорбентов отличается от адсорбции индивидуальных веществ (газов, паров, чистых жидкостей) тем, что в растворе имеется по крайней мере два компонента, образующих на поверхности плотный слои. Вследствие этого компоненты раствора в этом слое при изменении концентрации вытесняют друг друга, что является характерно особенностью адсорбции из растворов. Таким образом, ни в поверхностном растворе (в адсорбционном слое), ни в объеме рас- [c.527]

Адсорбент с последней тарелки секции адсорбции поступает в секцию десорбции. В ней он движется плотным слоем. Вначале уголь проходит через трубчатку подогревателя, где его нагревают через стенку до температуры десорбции глухим паром или каким-либо другим теплоносителем. Греющий пар на выходе из подогревателя конденсируют и возвращают в паровой котел. [c.98]

Если скорость адсорбции велика, катод покрывается сплошным слоем поверхностно-активных веществ. Выделение металла происходит в результате разряда ионов, равномерно проникающих к поверхности электрода через адсорбционную пленку. Для проникания ионов сквозь плотный слой адсорбированного вещества [c.346]

Согласно теории Штерна при отсутствии специфической адсорбции заряд плотного слоя, приходящийся на 1 см , не обращается в нуль. Однако если нет сил специфической адсорбции, то ионы должны находиться в диффузном слое и заряд плотного слоя должен был бы стать равным нулю. [c.420]

Далее, если отсутствует специфическая адсорбция, то в соответствии с теорией Грэма емкость плотного слоя С1 определяется величиной заряда поверхности электрода д и, следовательно, не зависит от концентрации электролита. Отсюда следует, что при отсутствии специфической адсорбции гга основании (XV.33) можно вычислить кривые дифференциальной емкости двойного слоя для растворов любого состава из величины С для какой-либо одной концентрации. [c.422]

Чтобы получить заряд плотного слоя ди Штерн предположил, что адсорбция ионов подчиняется изотерме Лэнгмюра, а работа переноса иона I из объема раствора на плоскость выражается соотношением [c.111]

Второе предположение Грэма заключалось в том, что при отсутствии специфической адсорбции емкость плотного слоя зависит только от заряда поверхности и не зависит от концентрации электролита l=f q). Это предположение в сочетании с формулой (24.6) позволяет рассчитать кривые дифференциальной емкости, двойного слоя в растворах любого состава, если известна кривая дифференциальной емкости в каком-либо одном растворе. Действительно, из выражения для заряда диффузного слоя [c.116]

Таким образом, при отсутствии специфической адсорбции ионов двойной электрический слой моделируется двумя последовательно соединенными конденсаторами, емкость одного из которых можно рассчитать теоретически в зависимости от заряда электрода q=—q и концентрации электролита. В модели Грэма (1947) дополнительно предполагается, что при qi=0 емкость плотного слоя i не зависит от концентрации раствора. При этом допущении, зная всего одну кривую емкости (например, при с= 1 моль/л), при помощи уравнений (VH.42) и (VII.43) " [c.165]

Для развития модельной теории плотного слоя необходимо установить связь между величинами q, И1 5 , а также между и концентрацией поверхностно-активных ионов С = тс (т. е. изотерму специфической адсорбции). Имея эти соотношения, далее с помощью основного уравнения электрокапиллярности (3.1) можно получить формулы для теоретического расчета С, Е- q, Е - я ст, -кривых. Сопоставление рассчитанных и экспериментальных данных позволяет оценить точность модельной теории. [c.145]

Для специфической адсорбции неорганических ионов из смешанных растворов с постоянной ионной силой М. А. Воротынцевым была развита модельная теория, учитывающая дискретный характер и конечный объем специфически адсорбированных ионов, экранирование их зарядов электронной плазмой металла и ионной плазмой диффузного слоя, а также возможный частичный перенос заряда в результате донорно-акцепторного взаимодействия этих ионов с электродом. Теория ограничена условиями неизменности емкости плотного слоя при адсорбции ионов и малыми величинами заполнения ими поверхности, но ее достоинством кроме строго физического подхода является то, что ПОМИМО опытных значений дифференциальной емкости плотного слоя в растворе поверхностно-неактивного электролита (Сог) уравнения теории содержат только два подгоночных параметра. Одним из них является свободная энергия адсорбции ДО а при фо =0 и ионной силе раствора с-> О, другим — безразмерный параметр А, который характеризует диэлектрические свойства плотного слоя и ге- [c.147]

Если предположить, что при адсорбции органического вещества изменяются не только диэлектрическая постоянная плотного слоя е и его средняя толщина 6, а также нормальная к поверхности составляющая дипольного момента молекул адсорбата iJ. (например, в результате изменения их ориентации с ростом Гд), то формально вводимая зависимость а от ф приобретает вполне определенный физический смысл. В самом деле, если [c.70]

Таким образом, при отсутствии специфической адсорбции ионов дв ойной электрический слой моделируется двумя последовательно соединенными конденсаторами, емкость одного из которых можно рассчитать теоретически в зависимости от заряда электрода д=—д2 и концентрации электролита. В модели Грэма (1947) дополнительно предполагается, что при 1=0 емкость плотного слоя С] не зависит от концентрации раствора. При 13 195 [c.195]

В соответствии со сказанным, внешнюю обкладку можно разделить на два слоя плотный слой ионов, приближенных вплотную к поверхности, и диффузный. Строение плотного слоя зависит от того, сохраняется ли гидратная оболочка иона при его адсорбции или же ион частично дегидратирован. Толщину плотного слоя d определяют как расстояние от поверхности (точнее, от центра тяжести зарядов внутренней обкладки) до плоскости, проходящей через центры ближайших к поверхности противоионов . Эту плоскость называют плоскостью наибольшего приближения ионов. [c.197]

Следуя Штерну, для определения заряда плотного слоя можно воспользоваться рассмотренной в гл. И схемой мономолекулярной адсорбции Ленгмюра. Работа перенесения -го иона из объема раствора в плотную часть двойного слоя [c.179]

При сильной специфической адсорбции ионов, происходящей под действием химических сил, общий заряд анионов в плотном слое может оказаться больше положительного заряда поверхности электрода. Такое явление приводит к перезарядке поверхности. В этом случае потенциал на расстоянии ионного радиуса от поверхности электрода ( фгпотенциал) имеет знак, противоположный знаку разности потенциалов между электродом и раствором. Но даже в том случае, когда знак потенциала -ф] меняется на обратный (см, рис. 41), термодинамический потенциал фа остается неизменным. [c.226]

Теория Штерна при отсутствии специфической адсорбции была уточнена Грэмом, который использовал вытекающее из теории Штерна при р1 = 0 представление о двойном электрическом слое как о двух последовательно соединенных конденсаторах. Согласно Грэму, при отсутствии специфической адсорбции интегральная и дифференциальная емкости зависят только от величины заряда поверхности и не зависят от концентрации электролита. Поэтому по значению дифференциальной емкости для одной какой-либо концентрации можно рассчитать кривые емкости для любой другой концентрации. Такие расчеты для не обладающих специфической адсорбцией растворов фтористого натрия в воде, а также в метиловом спирте были выполнены Грэмом. Хорошее совпадение рассчитанных кривых дифференциальной емкости с экспериментально измеренными (рис. 42) может служить доказательством правильности предположения о независимости емкости плотного слоя (при отсутствии специфической адсорбции) от концентрации электролита. Кроме того, из согласия опытных данных с расчетом следует, что теория диффузного слоя в том виде, в каком она была использована Штерном, более применима на практике, чем этого можно было ожидать, исходя из ряда упрощающих допущений теории. [c.230]

Фронтальная обработка плотного слоя адсорбента. Общепринятой моделью динамики адсорбции в неподвижном слое является модель фронтальной отработки слоя адсорбента [2, 41, 48, 49]. Остановимся на принципиальных положениях этой модели. Рассмотрим случай, когда концентрация адсорбата в слое до начала процесса равна нулю, а на входе колонки под- [c.128]

Расчет динамики адсорбции растворенных веществ в неподвижном плотном слое активного угля. Теоретическая модель неравновесной динамики адсорбции в неподвижном плотном слое включает уравнения баланса массы, кинетики адсорбции, изотермы адсорбции и соответствующие краевые условия. [c.131]

Наиболее перспективным применением процесса адсорбции п неподвижном слое является использование каскада последовательно включенных колонн, поскольку при таком технологическом режиме можно добиться наибольшей степени использо- зания емкости сорбента в колонне, выводимой на регенерацию. Динамика адсорбции в каскаде колонн с неподвижным слоем моделируется исходными уравнениями (У-ЗО) —(У-32), однако начальные условия задачи в этом случае должны изменяться от цикла к циклу. Методика расчета динамики адсорбции в каскаде колонн с плотным слоем рассмотрена в [61]. [c.136]

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]

При наличии сильной специфической адсорбции ионов, происходящей под действием химических сил или сил Ван-дер-Ваальса, например адсорбции аниона на поверхности ртутного электрода, общий заряд ионов в плотном слое может оказаться больше заряда поверхности электрода. Такое явление называется перезарядкой поверхности. В этом случае потенциал на расстоянии ионного радуса от поверхности электрода (-ф -потенциал) имеет знак, противоположный знаку разности потенциалов между электродом и раствором. Распределение потенциала в двойном электрическом слое в этом случае схематически представлено на рис. XX, 6. [c.538]

Штерн попытался учесть влияние специфической адсорбции на электрический потенциал, обусловленной действием ковалентных сил дополнительно к электростатическим силам. Так как радиус действия сил такой адсорбции соизмерим с размером ионов, это дает основание учитывать их только для иоиов, входящих в плотный слой Гельмгольца. Как видно из рис. И. 13, плотность поверхностного заряда противоионов можно разделить на две части плотность заряда обусловленного монопонным слоем, представляющим собой слой Гельмгольца, и плотность заряда диффузного слоя Гуи. Общая поверхностная плотность заряда двойного электрического слоя равна сумме поверхностиых плотностей зарядов плотного и диффузного слоев [c.60]

Объяснение. Каолиновая глина преимущественно состоит из минерала каолинита [АЬ81205(0Н)4]. Этот минерал имеет двухслойную кристаллическую решетку, пакеты которой образованы из двух связанных через общие атомы кислорода слоев слоя кремнекислородных тетраэдров и алюмогидроксильного слоя, имеющего диокта-эдрическое строение. Такие двухслойные пакеты чередуются в кристалле с промежутками, придавая ему пластинчатое строение. В неразрушенном кристалле все валентные связи уравновешены. Однако в местах разрыва каолинитовых кристаллов валентные связи оказываются ненасыщенными и здесь в водном растворе будут адсорбироваться гидроксильные ионы воды, сообщая поверхности каолинитовых частиц отрицательный заряд. Процесс адсорбции гидроксильных ионов еще более усиливается в щелочной среде. В электрическом поле постоянного тока отрицательно заряженные частицы каолинита движутся к аноду и осаждаются на нем в виде плотного слоя. Подобным образом в практике производят очистку некоторых веществ от примесей каолинита или других подобных ему минералов. [c.183]

Указанного противоречия не возникает, если для описания свойств двойного электрического слоя в условиях специфической адсорбции использовать модель, эквивалентная электрическая схема которой изображена на рис. 3.7-. Такая модель впервые была предложена в 1976 г. Ю. В. Алексеевым, Ю. А. Поповым и Я. И. Колотыркиным и получила дальнейшее развитие в работах Б. Б. Дамаскина. Согласно этой модели интегральная емкость плотного слоя при отсутствии в нем специфически адсорбированных ионов Ког при 9 = 0) в обидем случае не равна, а, как правило, больше емкости плотного слоя в условиях полного заполнения поверхности адсорбатом К <ц при 0=1). Далее предполагается, что при г )ц = onst заряд электрода аддитивно складывается из заряда 9е=о. отвечающего нулевой степени заполнения, и заряда q% i, соответствующего 0=1 причем вклад этих зарядов в q пропорционален долям незаполненной и заполненной адсорбатом поверхности электрода. Таким образом, [c.146]

С развиваемой Рабиновичем точки зрения, роль обменной адсорбции при снижении -потенциала может быть объяснена следующим образом. Если концентрация вводимого электролита незначительна, обменная адсорбция протекает энергично только в том случае, когда ионы низшей валентности вытесняются ионами высшей валентности. В результате электростатического взаимодействия и проявления специфических адсорбционных свойств ионы высшей валентности располагаются более плотным слоем вокруг частицы и в гельмгольцевский слой входит больше зарядов, чем их было раньше. Это ведет к уменьшению заряда и падению -потенциала. [c.341]

Х г х = с1) в этом случае должна включать как величину —Ф = = — xo— l o)/Nл, отражающую чисто адсорбционное взаимодействие иона с поверхностью (см. 2 гл. И), так и работу против сил электростатического взаимодействия гюиа с заряженной поверхностью г ец>а, где — потенциал плотного слоя. По гому в выражении (П—27) величина ((хо— Ll )o)/Nл должна быть заменена на Ф,-— ефа и зависимость адсорбции г-го иона Г от его объемной концентрации может быть описана соотношением [c.179]

Из последнего выражения видтю, что и в отсутствие специфической адсорбции (при Ф/ = 0) заряд плотного слоя не равен нулю в этом случае плотный слой образован противоионами, удерживаемыми вблизи поверхности только электростатическими силами. [c.179]

Поскольку далее предполагается, что в пространстве между поверхностью металла и внутренней плоскостью Гельмгольца, а также между двумя плоскостями Гельмгольца нет зарядов, то падение потенциала здесь линейное и двойной электрический слой имеет строение, показанное на рис. 43. На рисунке видно, что потенциал нулевого заряда определяется величиной г[)% а не = как это вытекало из теории Штерна. Поскольку [г1 ]>[ ф°], то и сдвиг точки нулевого заряда при переходе от одного аниона к другому в этом случае будет больше. Теория двойного электрического слоя Грэма, позволяющая учитывать влияние заряда электрода на величину специфической адсорбции, была рассмотрена Деванатха-ном, который представлял двойной слой эквивалентным последовательному соединению трех конденсаторов, слагаемых из 1) электростатической емкости пространства между металлом и внутренней плоскостью Гельмгольца, 2) электростатической емкости пространства между двумя плоскостями Гельмгольца и 3) — емкости диффузного слоя. При этом две последние емкости должны быть исправлены с учетом изменения специфической адсорбции в зависимости от заряда поверхности. Последнее предположение давало объяснение кривым дифференциальной емкости, измеренным в водных растворах галогенидов калия. Кроме того, расчет сдвига точки нулевого заряда, основанный на этой теории, находился в согласии с экспериментальными результатами. Так как емкости всех трех конденсаторов определяются из опытных данных, то теория Деванатхана носит в конечном итоге полуэмпирический характер. Эта теория, кроме того, исходит из того, что общая интегральная емкость плотного слоя не зависит от заряда электрода. [c.232]

Отметим, что кривые Шумана (см., например, монографию [43]), которые являются графиками решения уравнений (У-ЗО) — (У-34), в последующем были для значений Хс=0- уточнены в [54] при расчете теплообмена в неподвижном слое, который описывается аналогичными уравнениями. В монографии [54] приведены удобные для расчетов графики, которые в параметрах динамики адсорбции в плотном слое представлены на рис. У-7. Графики на этом рис. позволяют в случае изотермы сорбции, близкой к прямолинейной, найти выходную кривую и распределение концентрации адсорбированного вещества вдоль слоя, необходимое для определения степени использования сорбента в динамических условиях при известных параметрах процесса как при внешне-, так и при внутридиффу-зионных механизмах. массообмена. [c.133]

Для расчетов по соотношениям (У-35) — (У-37) необходимы численные значения коэффициентов массоотдачи и внутреннего массопереиоса р в условиях динамики адсорбции в плотном слое. В работе [57] получены критериальные уравнения для расчета величины [c.135]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология