Поверхность адсорбента адсорбция на гладких

Адсорбция молекул адсорбтива происходит на активных центрах, всегда существующих на поверхности адсорбента. Такими центрами могут быть пики и возвышения, имеющиеся на любой, даже самой гладкой поверхности. Так, на поверхности кристаллов известкового шпата имеются выступы высотой в 10 —10- см, даже тонко отполированные зеркала имеют на поверхности выступы до 3 -10- см. [c.89]

Адсорбция, как уже заказывалось,—чисто поверхностный процесс, проходящий с очень большой скоростью Если бы поверхность адсорбента была гладкой, лишенной пор, то процесс адсорбции закончился бы мгновенно. Адсорбция газов пористыми адсорбентами протекает гораздо медленнее, и все же процесс собственно адсорбции газа заканчивается в течение нескольких минут. [c.72]

Адсорбция органических веществ из раствора равномерно возрастает по мере увеличения длины углеводородной цепи. Это справедливо для гладкой поверхности твердого тела. Для пористых тел, наоборот, с увеличением числа атомов углерода в молекуле наблюдается не повышение адсорбции, а понижение ее. Хотя адсорбция на единицу поверхности с повышением молекулярного веса и увеличивается, но доступная для адсорбции площадь уменьшается, так как с удлинением углеводородной цепи, т. е. с возрастанием размера молекул, число канальцев, пор, трещин, в которые могут проникать адсорбируемые молекулы, снижается. При этом уменьшение удельной поверхности адсорбента превышает увеличение адсорбции на единицу поверхности (правило Траубе). [c.19]

Последовательное развитие термодинамики физической адсорбции было описано Хиллом [4], использовавшим литературу вплоть до 1952 г. Одно из преимуществ применения термодинамики состоит в возможности получить информацию о природе адсорбированных фаз, а именно о степенях свободы движения по поверхности, вращения и т. д. В одном из методов принималось, что поверхность представляет собой гладкую плоскость и адсорбированные молекулы ведут себя подобно идеальному газу. Такое допущение весьма редко приемлемо для поверхностей твердых тел, хотя для жидкостей оно чрезвычайно полезно [3] Были разработаны другие методы, согласно которым считается, что поверхность твердого тела имеет периодическую структуру, но их применяют тогда, когда теплота адсорбции не изменяется с заполнением поверхности [94]. Этот случай тоже встречается редко, так как большинство изученных адсорбентов имеет энергетически неоднородные поверхности. [c.273]

Энергетически однородные поверхности или полностью гладкие , или с активными (адсорбционными) точками теплоты адсорбции, а также значения или В/ должны быть независимы от концентрации. Можно полагать, что колебания в значениях соответствуют колебаниям в тенлотах адсорбции и что поверхностная диффузия является чувствительным индикатором энергетической гетерогенности поверхности адсорбента. [c.218]

Поверхность большинства твердых адсорбентов не гладкая и отличается разнообразием адсорбционных свойств. Наиболее активные места на поверхности адсорбента — вершины кристаллов, наименее активные — углубления. При малой концентрации адсорбирующихся веществ адсорбция происходит исключительно на активных местах. По мере увеличения концентрации заполняются все менее и менее активные места. [c.224]

Таким образом, адсорбция метанола на гладком платиновом электроде хорошо подчиняется логарифмической изотерме Темкина— Фрумкина, справедливой для неоднородной поверхности адсорбента с равномерным распределением адсорбционных центров по энергиям адсорбции [19, 27, 28] [c.51]

Как мы видели, по теории адсорбции Лэнгмюра, исходя из отождествления адсорбционных сил с валентными силами, предполагается, что действие этих сил ограничивается преде-лами одной молекулы, вследствие чего на поверхности адсорбента образуется мономолекулярный слой адсорбтива, который при полном адсорбционном насыщении экранирует собой все некомпенсированные силы адсорбционных центров адсорбента и тем самым совершенно исключает возможность образования второго слоя из адсорбированных частиц. Эти представления получили блестящее подтверждение в экспериментах и теоретических расчетах самого Лэнгмюра и его последователей в приложении к жидким и твердым гладким адсорбентам, а в некоторых случаях и к твердым пористым адсорбентам, если эксперименты и расчеты касались не слишком высоких концентраций (давлений). [c.96]

ЛИШЬ до некоторого предела. По теории Лэнгмюра, предельная адсорбция наступает, когда на поверхности адсорбента образуется насыщенный мономолекулярный слой, экранирующий силовое поле адсорбента. Мономоле-кулярная адсорбция наблюдается на гладких поверхностях. На адсорбенте происходит не только адсорбция молекул из окружающей среды, но и их возврат в окружающую среду — десорбция. В результате между поверхностью адсорбента и средой устанавливается подвижное равновесие, определяемое равенством. скоростей адсорбции и десорбции молекул. [c.11]

Адсорбция происходит не на всей поверхности адсорбента,а лишь на активных центрах этой поверхности. Такими центрами являются углубления и выступы, имеющиеся на любой, даже самой гладкой поверхности. Действие таких центров сводится к высокой ненасыщен-ности их силового поля, благодаря чему центры удерживают газовые молекулы. Причем активность центра тем выше, чем меньше насыщена молекула или атом адсорбента. [c.438]

Вследствие большого влияния геометрической структуры молекул на энергию их адсорбции в газо-адсорбционной хроматографии имеются большие возможности получения селективных колонок не только на основе различий в электронной структуре молекул разных компонентов, но и на основе различий в их геометрии при адсорбции на достаточно гладкой поверхности адсорбентов [29,30]. [c.9]

От влияния геометрической неоднородности поверхности и пор можно в значительной степени освободиться, применяя кристаллические непористые и пористые, а также аморфные достаточно широкопористые адсорбенты и модифицируя химически или адсорбционно их поверхность. В этом случае основное влияние на адсорбционные свойства и на селективность газо-адсорбционных колонок будет оказывать химия поверхности адсорбента. Химия поверхности твердого тела определяет характер и энергию межмолекулярного взаимодействия, возникающего между молекулами разделяемых веществ и твердым телом. Взаимодействие молекул газовой смеси с однородной твердой поверхностью и состояние адсорбированных молекул на достаточно однородной поверхности (газо-адсорбционный вариант хроматографии) легче поддаются теоретической трактовке, чем молекулярные взаимодействия при растворении в объеме жидкой пленки (газо-жидкостный вариант хроматографии). В растворе все молекулы подвижны и молекулы данного компонента со всех сторон окружены другими молекулами, а при адсорбции на достаточно гладкой поверхности твердого тела молекулы взаимодействуют в основном только с ближайшими силовыми центрами этого твердого тела и эти центры фиксированы. [c.16]

Определение количества адсорбированного вещества, приходящегося на единицу поверхности адсорбента, требует знания величины поверхности. Однако измерение поверхности адсорбента легко осуществить только в том случае, когда эта поверхность гладкая, например поверхность стекла, слюды и т. п. В большинстве случаев приходится иметь дело с адсорбентами, поверхность которых не может быть легко измерена таковы порошкообразные вещества, а также пористые, например древесный или животный уголь, которые действуют не только своей внешней поверхностью, но и поверхностью, заключенной в их порах. В этих случаях адсорбцию рассчитывают на единицу веса, т. е. на 1 0 адсорбента, предполагая, что вес ад-сорбента прямо пропорционален его суммарной поверхности. [c.145]

Как известно, для адсорбентов с гладкой, легко доступной поверхностью скорость адсорбции сильно зависит от интенсивности перемешивания раствора. Для пористых адсорбентов, как было установлено М. М. Дубининым , изменение интенсивности перемешивания раствора мало влияет на скорость адсорбции. В этом случае она зависит в основном от размера пор адсорбента и от молекулярного веса адсорбируемого вещества при этом время, необходимое для достижения равновесия, тем больше, чем меньше диаметр пор сорбента и чем больше молекулярный вес адсорбируемого вещества. [c.32]

Хотя уравнение Лэнгмюра выведено для гладкой поверхности адсорбента, однако опытные данные хорошо согласуются с ним для некоторых пористых адсорбентов. При этом необходимо помнить, что физическая картина, предложенная Лэнгмюром, очень идеализирована. На самом деле поверхность адсорбентов, с которыми работал Лэнгмюр, как в случае адсорбции азота на слюде и стекле, покрыта рядом микротрещин, что наблюдается для многих кристаллов. В. И. Вернадский , например, указывает, что вода пронизывает всю толщу кристаллов, проникая по их микротрещинам. [c.40]

В настоящее время установлено, что адсорбция полимеров на гладких и твердых поверхностях зависит от ряда фак оров. На адсорбцию полимеров имеют влияние скорость адсорбции, природа поверхности адсорбента, природа растворителя и концентрация раствора, молекулярный вес и строение полимера, а также обратимость процесса адсорбция — десорбция. [c.189]

Природа поверхности адсорбента и наличие на ней активных точек в значительной степени определяет скорость и степень адсорбции полимерных молекул на этой поверхности. Большие полимерные молекулы способны быстро адсорбироваться на гладкой и твердой поверхности и медленно проникать (диффундировать) внутрь пористого веш ества. Р. Стромбергом и Т. Кляйном [136] было установлено, что скорость адсорбции полиметилметакрилата на стекле на несколько порядков больше, чем на пористой поверхности древесного угля. [c.190]

Для правильного понимания этого процесса необходимо учесть, что различные атомы поверхностного слоя адсорбента находятся отнюдь не в одинаковых условиях. Поверхность твердого тела, а в особенности хорощего адсорбента, не является гладкой, а имеет многочисленные ультрамикроскопические выступы и углубления. Степень насыщенности валентных сил атомов, расположенных на различных участках поверхности, различна, а следовательно, неодинакова и способность к взаимодействию с атомами и молекулами окружающего газа. Наиболее активные участки поверхности особенно энергично адсорбируют молек-улы данного газа или пара, причем вид газа, его химические свойства имеют первенствующее значение, т. е. адсорбция в данном случае специфична. Адсорбция при этом сопровождается выделением значительного количества теплоты, далеко превосходящего теплоты конденсации и отвечающего тепловым эффектам химических процессов. Такую адсорбцию называют химической адсорбцией. [c.371]

Различают следующие виды сорбции 1) абсорбция—проникновение газа в массу сорбента (абсорбента), что в результате дает твердый раствор абсорбция характеризуется малой скоростью и длительным временем для завершения 2) адсорбция—поверхностная сорбция или уплотнение газа (пара) на поверхности сорбента (адсорбента) за счет сил притяжения (силы Ван-дер-Ваальса). Скорость адсорбции зависит от характера поверхности на гладких поверхностях она протекает с очень большой скоростью, на пористых—замедляется (диффузия в тонкие поры), но весь процесс в том и другом случаях протекает в несколько секунд или минут 3) капиллярная конденсация—сорбция пара или газа с конденсацией в порах адсорбента, которая протекает очень быстро 4) хемосорбция—адсорбция паров или газов на поверхностях силами остаточных валентностей с образованием химического соединения в виде мономолеку-лярного слоя сюда же относятся, по существу, и процессы активированной адсорбции (стр. 116). [c.93]

Влияние свойств адсорбента. Как следует из рассмотренных теорий адсорбции, на способность того или иного адсорбента адсорбировать газы сильно влияет его пористость, а также его физическое состояние. Аморфные адсорбенты обычно гораздо лучше адсорбируют газ, чем кристаллические. Это объясняется, очевидно, тем, что поверхность аморфного адсорбента шероховата, в то время как поверхность кристалла, за исключением ребер и углов, гладкая. [c.109]

Несмотря на то, что это уравнение выведено для адсорбции на гладкой поверхности, им можно в первом приближении воспользоваться и при изучении кинетики адсорбции на пористых адсорбентах. [c.192]

Рассмотрен термодинамический критерий, отличающий адсорбцию в микропорах от адсорбции на гладкой поверхности (или в макро- и мезопорах). Этот критерий состоит в том, что при адсорбции в микропорах химический потенциал адсорбента изменяется подобно тому, как изменяется химический потенциал растворителя при растворении в нем летучего компонента. Дана критика как других предлагавшихся критериев, так и точки зрения, по которой адсорбция в микропорах в принципе не отличается от адсорбции на гладкой поверхности. [c.357]

Все указанные ограничения не позволяют достаточно достоверно проводить определение поверхности сорбента, доступной полимеру, вследствие чего расчеты, основанные на величинах поверхностей (за исключением предельно гладких непористых сорбентов), не могут считаться убедительными. Аналогичная точка зрения высказана в работе [54]. Поэтому во многих работах расчеты ведутся не на единицу поверхности, а на единицу веса адсорбента. По этой же причине площадь поверхности измеряют по адсорбции более крупных органических молекул, например пальмитиновой кислоты. [c.11]

Следовательно, скорость адсорбции в случае гладких поверхностей увеличивается с уменьшением концентрации и при перемешивании. Нужно отметить, что при изучении кинетики адсорбции на дисперсных адсорбентах А. В. Киселев и сотрудники [461 наблюдали уменьшение скорости адсорбции с уменьшением концентрации раствора. [c.25]

На гладких поверхностях, а также на адсорбентах с небольшой удельной поверхностью адсорбция, как правило, обратима. Так, адсорбция полиэфиров в интервале молекулярных весов 970—6250 на стеклянном порошке обратима [49]. Полиэтилен гликоль с молекулярным весом 28 ООО обратимо адсорбируется на алюминиевой и стек- [c.32]

Проблема сорбции газов и паров поверхностью твердого тела имеет важнейшее значение для вакуумной техники, с одной стороны, из-за необходимости удаления газов и паров, находящихся на поверхности стенок вакуумных аппаратов, с другой стороны, вследствие применения этого явления для откачки газов. Термин сорбция объединяет понятие адсорбция — поглощение газа или пара поверхностью тела с образованием пленки толщиной порядка нескольких молекул — и абсорбция или окклюзия — проникновение газа в глубь твердого тела. Во многих случаях эти два процесса существуют совместно. Способность твердых веществ к поглощению газов и паров различна для разных веществ. Наибольшая способность к поглощению проявляется у пористых тел, так как они имеют большую удельную поверхность. Под удельной поверхностью понимают величину поверхности единицы массы адсорбента. При повышении температуры тела абсорбция возрастает, а адсорбция на поверхности этого тела понижается. Согласно теории Ленгмюра явление адсорбции поверхностью тела вызывается тем, что атомы адсорбента на поверхности являются химически ненасыщенными, вследствие чего они окружены интенсивным силовым полем. Молекулы газа, ударяясь о поверхность, конденсируются на ней, удерживаясь полем поверхностных атомов. Эти молекулы могут в последующем испаряться с поверхности. Время между конденсацией и испарением зависит от величины поверхностных сил и непосредственно определяет адсорбцию. В случае собственно адсорбции толщина слоя не превышает диаметра одной молекулы, ибо как только поверхность покрывается мономолекулярным слоем, поверхностные силы химически насыщаются. Данные о числе молекул газа на 1 см поверхности, на которой образовался мономолекул яр ный слой, и объеме, занимаемом этим количеством молекул при 20 С и 760 мм рт. ст., приведены в табл. 67 [46]. Эти данные получены расчетным путем при условии, что поверхность адсорбента абсолютно гладкая. [c.409]

Кроме термической стабильности адсорбенты имеют и другие преимущества. Как показал Гнддингс [3], массообмен в газо-ад-сорбционных колонках может происходить значительно быстрее, чем в газо-жидкостных, что позволяет проводить быстрые разделения на эффективных колонках. Вследствие большого влияния геометрической структуры молекул на энергию их адсорбции в газо-адсорбционной хроматографии имеются большие возможности получения селективных колонок не только на основе различий в электронной структуре молекул разных компонентов, но и на основе различий в их геометрии при адсорбции на достаточно гладкой поверхности адсорбентов. [c.85]

Обычно типичные изотермы адсорбции характеризуют среднее значение количества адсорбированного газа при всех энергетических состояниях поверхности. Если удается экспериментально использовать в качестве адсорбента энергетически однородные поверхности монокристаллов (атомно-гладкие), то можно проследить по отдельным этапам процесс адсорбц1 л, т. е. построение адсорбционной пленки. [c.269]

Приведенное выше рассмотрение, так же как и другие, обычно предлагаемые для адсорбции на непористых адсорбентах, скрыто или явно предполагает, что поверхность плоская и гладкая. Кривизной поверхности как потенциальным вкладом в адсорбционное поведение пренебрегают. Это предположение имеет особое значение в случае поверхностей ПТФЭ и ПЭ, данные для которых приведены в табл. 5.1. Образцы готовили, пропуская расплав под давлением между визуально плоскими стеклами при 177 °С в случае ПЭ и 340 °С в случае ПТФЭ. Текучесть была достаточной для того, чтобы толщина слоя уменьшалась наполовину, а образующиеся поверхности на глаз казались зеркально гладкими. При эллипсометрических измерениях они действовали как хорошо отражающие поверхности приведенные выше толщины адсорбированных пленок рассчитаны в предположении плоских поверхностей. [c.104]

Позднее (1917) Ленгмюр вывел простейшее уравнение адсорбции для случая адсорбции газа на гладкой твердой поверхности (стекло, слюда, монокристаллы), оказавшееся в дальнейшем применимым и к другим поверхностям раздела. При выводе своего уравнения Ленгмюр исходил из допущения, что адсорбционный слой мономолекуля-рен, т. е. только один слой молекул связан силами молекулярного сцепления с поверхностью. При этом указанный слой плотностью поглощает собой все адсорбционные силы поверхности адсорбента, в силу чего образование второго слоя адсорбированных молекул исключается. [c.441]

По сравнению с большинством каталитических исследований, при которых изучаемую систему обычно очень трудно охарактеризовать, адсорбционные опыты сравнительно просты и легко выполняются, особенно если применяются адсорбенты, которые можно нагреть для очистки до высоких температур, если прибор допускает тшательное обезгаживание, и используются чувствительные методы измерения. При этих условиях можно работать с адсорбентами, обладающими гладкой поверхностью с площадью около 1 см , состоящей из сравнительно небольшого числа отдельных кристаллов. Электронный проектор позволяет исследовать поверхность в 10 см" , образованную только одним кристаллом. При проведении широких фундаментальных исследований адсорбции лучше всего начинать с простейшего типа адсорбата, а именно с одноатомного пара, подобного цезию. После этого желательно и учить простой двухатомный газ, как, например, О2, N2 или Нг, а затем переходить к молекулярным соединениям типа Н2О или СО. Лишь после этого можно приступить к исследованию простой каталитической реакции, например 2Н2 + О2 = 2Н2О. [c.156]

Стоит ли говорить об ускорении процесса адсорбции Ведь молекулы газа движутся с огромными скоростями (молекула азота, например, при обычной температуре обладает скоростью более четырехсот метров в секунду) и, конечно, практически мгновенно достигнут поверхности адсорбента и закрепятся на ней. Все эти рассуждения правильны, если речь идет об адсорбции на гладкой, плоской поверхности, доступной для молекз л газов и паров. Но мы уже знаем, что технические адсорбенты — пористые тела с очень сильно развитой внутренней поверхностью. [c.22]

Таким образом, эксперпметальное изучение адсорбции из раствора на твердых веществах, заключается, прежде всего, в измерении начальной и равновесной концентраций. Методы измерения концентрации могут быть любыми, но, измеряя равновесную концентрацию, надо иметь в виду, что адсорбци онное равновесие наступает очень быстро лишь на гладких поверхностях, где можно ускорить процесс перемешиванием. Большинство же твердых адсорбентов, (например, активированный уголь, силикагель) пористы, и скорость адсорбции на них зависит от скорости диффузии вещества в порах (капиллярах). Поэтому адсорбционное равновесие для мелкопористых адсорбентов устанавливается иногда в течение нескольких суток. Для крупнопористых углей равновесие устанавливается быстрее— менее чем за час. [c.65]

Патат и Шлибенер [88] изучали адсорбцию и десорбцию полимеров на гладких поверхностях из концентрированных растворов (до 4%). В абсолютном большинстве случаев они обнаружили далеко идущую десорбцию, причем время десорбции в некоторых случаях было меньше времени адсорбции, что говорит о непрочности связей полимер — адсорбент. Например, для полистирола в бензоле десорбция достигает 100, в бутаноне—97, циклогексаноне—90—95%. Было установлено, что для полиметилметакрилата и других полимеров скорость десорбции увеличивается с концентрацией раствора, из которого проводится адсорбция, и количеством адсорбированного вещества, а также с повышением температуры. [c.33]

Анализ приведенных экспериментальных данных показывает, что на гладких поверхностях и на адсорбентах с небольшой удельной поверхностью (стекло, железо и др.), а также на пористых адсорбентах в интервале сравнительно малых молекулярных весов чаще всего наблюдается увеличение адсорбции с молекулярным весом Но наблюдается и обратный эффект уменьшение адсорбции с ростом молекулярного веса Так, Классов 1125] установил для адсорб ции на угле поливинилацетата, нитроцеллюлозы, декстраиа и синтетического каучука с молекулярными весами свыше 10 ООО понижение адсорбированного количества. Согласно 198], это понижение связано с малыми величинами выбранной продолжительности адсорбции и низкой скоростью установления равновесия Действительно, такое явление может иметь место, что наглядно видно из рис. 11 Если выбранное время эксперимента недостаточно для установления адсорбционного равновесия, то можно получить неверные выводы о зависимости адсорбции от молекулярного веса вследствие различий в скорости диффузии молекул. Однако нужно учитывать [c.56]