Капилляры поры адсорбента

Связь между высотой поднятия (опускания) жидкости в капилляре, гидростатическим и капиллярным давлением дана в уравнении (1.23), а применительно к процессу вдавливания ртути в поры адсорбента так [c.37]

Для определения количества адсорбированного вещества необходимо экспериментально найти давление газа или концентрацию адсорбтива в сосуде, в котором происходит адсорбция, до и после адсорбции. Очень часто количество адсорбированного вещества определяют по привесу адсорбента. Следует заметить, что определение количества адсорбированного вещества вызывает часто большие трудности, всегда имеющие место, когда малая искомая величина является разностью двух больших измеряемых величин. Чтобы уменьшить ошибку измерений, определение обычно проводят, применяя в качестве адсорбента пористые тела с большой удельной поверхностью, связывающие поэтому большое количество адсорбтива. Однако это в свою очередь имеет тот недостаток, что на адсорбции может сказываться диаметр пор адсорбента. Сравнительно большие молекулы адсорбтива не смогут проникать в узкие капилляры адсорбента и достигнутый предел адсорбции будет являться фиктивной величиной, не характеризующей адсорб- [c.82]

Капиллярная конденсация представляет собой процесс сжижения пара в порах твердого сорбента. Пар может конденсироваться лишь при температуре ниже критической. Если образующаяся жидкость хорошо смачивает стенки капилляров, т. е. поверхность сорбента, то в капиллярах образуются вогнутые мениски в результате слияния жидких адсорбционных слоев, возникающих на стенках капилляров. Когда пар над мениском достигает насыщения, начинается конденсация и поры адсорбента заполняются жидкостью. [c.326]

При сорбции паров пористыми твердыми телами наблюдается капиллярная конденсация, заключающаяся в том, что адсорб-ционныи слой пара конденсируется в жидкость если жидкость хорошо смачивает поверхность адсорбента, в капиллярах (порах) образуются вогнутые мениски. Затем над этими менисками начинает конденсироваться остальной пар, и все поры адсорбента оказываются заполненными жидкостью. Капиллярная конден сация — это уже вторичное явление. Она происходит не под действием адсорбционных сил, т. е. сил, действующих между твердой поверхностью и молекулами пара, а под действием сил притяжения пара к вогнутому мениску жидкости. Капиллярная конденсация проходит обычно довольно быстро, завершаясь в несколько минут. [c.73]

Второй случай—конденсационная адсорбция, происходящая при достаточно высоких критических температурах адсорбируемых компонентов. Газ, адсорбированный поверхностью, вследствие сильного сгущения конденсируется. Конденсат заполняет поры адсорбента. Как известно, всасывающее действие мелких капилляров велико, поэтому при низком содержании жидкости в адсорбенте будут заполнены преимущественно мелкие капилляры, жидкость в которых имеет мениски очень малого радиуса кривизны. По закону Кельвина давление пара под такими менисками меньше, чем н-ад плоской поверхностью жидкости. С увеличением со- [c.456]

Для изучения структуры пористых тел наиболее часто применяют сорбционные методы, обычно основанные на результатах капиллярной конденсации паров в переходных порах. Более крупные поры (макропоры) в сорбционном процессе, как правило, не заполняются объемно. Особенность капиллярной конденсации в наличии на изотерме сорбции петли гистерезиса, характер которой зависит от размера и формы пор адсорбента. Поэтому изучение гистерезиса может дать ценные сведения для выяснения формы пор и распределения объема по эффективным радиусам, тем более что между радиусом кривизны мениска жидкости в капиллярах и давлением пара адсорбата существует определенная математическая зависимость, выражающаяся уравнением Томсона—Кельвина [c.174]

На рис. УП.2 показана зависимость скорости II от размера зерна. Она является линейной. Если же в начале пластинки нанести слой сорбента с малым размером зерен, а в остальной части — с более крупным, то за пределами начальной зоны скорость и практически не связана с размером зерна. Подобные пластинки можно использовать для изучения зависимости размывания от диаметра зерна при постоянной скорости элюции. Следует иметь в виду, что при движении растворителя по сухому-сорбенту определенная его часть тратится на заполнение пор сорбента и поэтому скорость движения фронта растворителя меньше средней скорости подвижной фазы в 1/(1 -1- р/а) раз. При этом фронт растворителя размыт из-за медленного заполнения пор адсорбента и разновременного заполнения жидкостью меж-частичных капилляров разного диаметра. Однако эти отклонения в скорости течения растворителя Л от скорости движения его фронта С/ являются постоянными и их можно учесть с помощью, эмпирического коэффициента, приблизительно равного 1,1 [13] [c.259]

Теория капиллярной конденсации приписывает адсорбцию конденсации газа в капиллярах адсорбента [. ]. Давно известно, что жидкость, смачивающая стенки капилляра, имеет упругость пара в капилляре меньшую, чем для нормальной объемной фазы. Зигмонди в 1911 г. распространил эту закономерность до капилляров молекулярных размеров. Он предположил, что в таких очень узких капиллярах конденсация происходит при давлениях значительно меньших, чем нормальное давление насыщенного пара. Капилляры наименьших радиусов заполняются при более низких давлениях. По мере возрастания давления заполняются более широкие капилляры до тех пор, пока при давлении насыщения все поры адсорбента не будут заполнены жидкостью. [c.139]

Адсорбенты, применяемые при регенерации. Действие адсорбентов основано на их способности поглощать на своей поверхности содержащиеся в отработавшем масле продукты его старения. Активной поверхностью адсорбентов служит в основном внутренняя поверхность огромного количества пронизывающих их капилляров. Вследствие этого адсорбенты обладают весьма большой удельной поверхностью. Эффективность адсорбции зависит от соотношения между размерами пор адсорбентов и величиной адсорбируемых молекул. Крупнопористые и мелкопористые адсорбенты при прочих равных условиях одинаково поглощают низкомолекулярные соединения и по-разному высокомолекулярные вещества. Для восстановления трансформаторных масел, продукты старения которых являются относительно высокомолекулярными соединениями, следует применять только крупнопористые сорбенты. Для осушки масла и газов применяются мелкопористые адсорбенты. [c.74]

Разновидностью адсорбции является капиллярная конденсация, т. е. поглощение пара вследствие его конденсации в порах адсорбента. Капиллярная конденсация зависит от связей адсорбируемого вещества, находящегося в жидком состоянии, с поверхностью адсорбента. Если жидкость не смачивает поверхность адсорбента, то при адсорбции из среды, в которой пары данной жидкости находятся в состоянии, близком к насыщению, конденсации пара с образованием жидкости в капиллярах не происходит. Если же жидкость смачивает поверхность адсорбента, то происходит конденсация пара с заполнением объема капилляров этой жидкостью. Явление капиллярной конденсации основано на понижении давления насыщенного пара над вогнутой поверхностью жидкости в капилляре. [c.7]

При поглощении паров адсорбция иногда сопровождается заполнением пор адсорбента жидкостью, образующейся в результате конденсации паров (капиллярная конденсация). Конденсация происходит йследствие понижения давления пара над вогнутым под действием сил поверхностного натяжения мениском жидкости в капиллярах. [c.564]

Таким образом, если поры адсорбента представляют собой тонкие капилляры, стенки которых покрыты пленкой адсорбированной жидкости, образующей вогнутый мениск, конденсация пара этой жидкости произойдет при маньшем давлении, чем давление насыщенных паров над плоской поверхностью при той же температуре. Конденсирующаяся жидкость может при этом заполнить капилляр. Данное явление, имеющее очень большое практическое значение и существенно изменяющее ход адсорбции, носит название капиллярной конденсации. [c.106]

Предварительное тщательное удаление воздуха из пористого адсорбента обычно очень сильно уменьшает гистерезис. Это как будто подтверждает пра-вильнесть объяснения гистерезиса адсорбцией воздуха иа стенках капилляров. Есть, однако, и другие объяснения этого сложного явления. В частности, гистерезис при капиллярной конденсации может быть объяснен, исходя из формы пор адсорбента. Представим, что адсорбент содержит поры, изображенные на рис. IV, 10. [c.101]

Таким образом, даже для гомопористой системы с капиллярами переменного сечения значения х должны возрастать с увеличением р не скачком, а постепенно. Тем более, это относится к гетероно-ристым адсорбентам, обычно встречающимся в практике. В данном случае исследование зависимости х от р и, следовательно, от JR в области капиллярной конденсации имеет огромное практическое значение, ибо позволяет дать характеристику структуры пор адсорбента, построить интегральную кривую распределения пор по размерам. [c.143]

Необходимым условием капиллярной конденсации является наличие вогнутого мениска жидкости в порах адсорбента. При этом, чем больше кривизна мениска, тем ниже давление насыщенного пара над ним, и, наоборот, с ростом радиуса пор поверхность мениска спрямляется и упругость пара над ним растет, приближаясь в пределе к давлению над плоской поверхностью. Иначе говоря, пар, еще не достигший давления насыщения по отношению к плоской поверхности, может находиться в состоянии насыщения или даже пересыщения по отношению к жидкости в тонких капиллярах. Отсюда следует, что последовательность заполнения пор по мере возрастания давления пара будет протекать в направлении увеличения их радиуса, и лишь при pips— 1 весь сорбционный объем пористого вещества заполняется жидкостью. Вследствие этого характер капиллярной конденсации и вид изотерм сорбции при прочих равных условиях всецело определяются типом пор и распределением их объема по радиусам, т. е. зависит от г поры и давления (р) адсорбата. [c.95]

Капиллярная конденсация описывается обычно уравнениями Томсона, применимыми для круглых цилиндрических капилляров. В действительности, структура пор адсорбентов весьма сложна и не отвечает представлению о таких капиллярах. Кистлер, Фишер и Фримен в 1943 г. сделали важную попытку обобщить представления о капиллярной конденсации паров на поры любой формы при помощи уравнения Больцмана и получили формулу для определения поверхности адсорбционной пленки на которой начинается капиллярная конденсация. [c.186]

Известен ряд других случаев, в которых медленный процесс с полной определенностью может быть приписан физическим эффектам. Так, например, для образца воздушно-сухой почвы (почва Барнса, № 10308) было найдено, что установление равновесия с азотом при —183° заканчивается в течение нескольких часов, хотя уже в первую минуту адсорбция проходит более чем на 95%. Естественно, что при столь низкой температуре трудно допустить, чтобы азот мог реагировать с каким-нибудь компонентом почвы или хемосорбироваться на его поверхности столь же мало вероятно предположение о значительной растворимости азота в почве. Вероятно, в данном случае медленный процесс обусловлен проникновением молекул азота в исключительно тонкие поры адсорбента. В других случаях скорость адсорбции может замедляться под влиянием молекул, ранее адсорбированных на поверхности например, Гарнед [ ] нашел, что при адсорбции хлорпикрина древесным углем адсорбированный воздух действует как ингибитор. Далее известны примеры, когда посторонние молекулы, присутствующие в газовой фазе, замедляют скорость адсорбции, затрудняя диффузию адсорбируемого газа в узких капиллярах, Пэтрик и Коган [ ] показали, что скорость адсорбции на силикагеле (при 25° и при упругости паров воды в 4,6 мм) значительно замедляется, если в газовой фазе присутствуют воздух, кислород или азот при давлении в 1 мм. В общем случае мы, повидимому, с полной определенностью можем утверждать, что при ван-дер-ваальсовой адсорбции скорость адсорбции молекул газа определяется той скоростью, с которой они могут достичь поверхности. Медленные процессы являются следствием хемосорбции, химической реакции, растворения или наличия препятствий, мешающих молекулам входить в соприкосновение с поверхностью адсорбента. [c.20]

В работах с углем всегда измеряется общее лине1"1-ное расширение целого куска адсорбента, так что относительно изменений в отдельных капиллярах можно делать лишь косвенные выводы. Однако иногда оказывается возможным определить расширение пор адсорбента под действием адсорбированных паров непосредственно рентгенографически. Некоторые слоистые кристаллы со сложными решетками, например графитовая кислота и монтмориллонит, адсорбируют воду между слоями. В результате расстояние между слоями увеличивается, и это можно измерить рентгенографически. Интерференции, зависящие от расположения атомов углерода и кислорода, образующих слой графитовой кислоты, остаются при адсорбции воды без изменения. Увеличивается только расстояние между слоями. Так, по измерениям Гофмана[ ], в сухой графитовой кислоте (содержащей 9% воды) расстояние между слоями равно 6,1 А, если же адсорбент содержит, 35% воды, то расстояние между слоями равно 10 А. Расширение можно обнаружить при непосредственном наблюдении под микроскопохм отдельных кристаллов графитовой кислоты. Адсорбент раздвигается подобно аккордеону. Набухание полностью обратимо. При высыхании слои сближаются до исходного расстояния. Величина расширения, найденная Гофманом, повидимому, соответствует адсорбции монослоя воды на каждой стороне слоя графитовой кислоты. [c.555]

В процессе капиллярной конденсации главную роль играют наиболее мелкие поры адсорбента (ультраноры), имеющие радпус в несколько микрометров (микрометр = 10 м). Средний диаметр почвенных капилляров найден равным 74 мкм. В них конденсируются пары воды, что важно с точки зрения регулирования водного режима пахотной почвы. Большое значение здесь имеют такие агротехнические приемы, как боронование н прикатывание. [c.135]

К и II е т и к а А. данного вещества зависит от его концентрации в объемной фазе, темн-ры, химич. природы и геометрич. структуры адсорбента, природы и концептрации др. вen e тв в объеме и на поверхности. Скорость А. зависит от диффузии молекул адсорбата из объема к поверхности раздела фаз (внешняя диффузия), от миграции вдоль поверхности (поверхносгная диффузия) и от диффузии в порах (внутренняя диффузия). Диффузия в порах протекает значич олыю медленнее, че.и при А. на открытой поверхности. Наличие посторонних веществ сильно тормозит все эти виды диффузии. Физич. А. газов протекает почти мгновенно, если она не осложняется побочными процессами — медленным проникновением газа в капилляры и др. А. из жидких р-ров характеризуется более медленным течением процесса, что связано с меньшей скоростью диффузии в поверхностный слой и в глубь пор адсорбента. Скорость хемосорбции обычно при низкой темн-ре мала и растет с повышением темн-ры как скорость химич. реакции (т. и, активированная адсорбция, см. Хемосорбция). [c.23]

Возмо /Кно, что применение уравнения Кельвина для капилляров молекулярных размеров не является вполне оправданным, но за Неимением лучшего теоретического приближения это является единственным законным средством для проверки теории капиллярной конденсацпи. Однако при проверке уравнения неизбежно возникают трудности, заключающиеся в том, что неизвестно, какие значения а ш V должны быть применены в уравнении (24). Имеются основания предполагать, что поверхностное натя кение и молярный объем конденсированной фазы в чрезвычайно тонких порах адсорбента отличны от их значений для нормальной жидкости в объемной фазе. [c.177]

Если интересующие аналитика вещества находятся в жидкой или парообразной среде, их лучше всего извлекать путем адсорбции или абсорбции. Адсорбция выделяемых анализируемых соединений адсорбентом происходит вследствие возникновения вандерваальсовых сил, поляризации или образования водородных связей. К числу широко применяемых адсорбентов относятся активный уголь, смолы ХАО и силикагель. Абсорбцию можно определить как проникание одной несмешиваю-щейся фазы в другую [48]. Для рассматриваемого метода обычно характерна диффузия (и адсорбция) в тонких капиллярах следовательно, в большинстве своем это процессы типа микроокклюзии, при этом вещества, которые лучше входят в поры адсорбента, дольше удерживаются. Примером адсорбентов такого типа могут служить молекулярные сита. [c.43]

Геометрическую структуру адсорбентов исследуют следующими методами 1) адсорбционным, который позволяет определить величину удельной поверхности, объем и размер пор 2) определенпем кажущейся и истинной плотности. Кажущаяся плотность адсорбента — это плотность его гранул. Истинная плотность — плотность твердого остова адсорбента. Разность между кажущейся плотностью и истинной плотностью равна общему объему пор адсорбента. Для активных адсорбентов объем пор составляет от 0,2 мл г до 2 мл г 3) методом вдавливания ртути внутрь пор находят распределение крупных пор по их размерам. Давление, под которым ртуть входит в несмачиваемые ею капилляры, обратно пропорционально радиусу капилляров 4) электронномикроскопическим методом, который дает представление о размерах и форме частпц, образующих твердый остов адсорбента 5) методом рассеивания рентгеновских лучей под малым углом, им тоже можно получить представление о размерах и форме частиц 6) методом про-сасывания газа через спрессованные порошки, что дает возможность определить каналы между крупными частицами. [c.57]

В ряде случаев, когда капилляры, пронизывающие зерна адсорбента, имеют очень малый диаметр, необходймо значительно повышать температуру очистки, чтобы обеспечить проникновение адсорбируемых веществ внутрь этих пор. Так, например, нри низких температурах отбеливающая глина гумбрин значительно менее эффективна, чем флоридин. Повышение температуры обработки совершенно уравнивает отбеливающие свойства адсорбентов при очистке одного и того же масла. Это видно из рис. 66, заимствованного из опытов Л. А. Гухмапа [79]. [c.245]