Скорость адсорбции в пористых телах

Широкое распространение получили методы определения удельной поверхности по скорости фильтрации жидкости или газа. В зависимости от целей исследования и характеристики пористого объекта выбирают тот или иной метод определения удельной поверхности. Следует обратить внимание на то, что само понятие удельной поверхности имеет относительное значение например, определяя удельную поверхность пористого тела по методу адсорбции, получают различные значения в зависимости от его природы и структуры, а также свойств адсорбируемого вещества. [c.72]

Фракционированием в общем смысле называется разделение сложной смеси компонентов на смеси более простого состава или в пределе на индивидуальные составляющие. Применительно к нефти такое разделение можно проводить различными методами, базирующимися на различии в физических и физико-химических свойствах веществ нефти. Чаще всего используют в этих целях различия в температурах кипения (перегонка и ректификация) в скоростях испарения, зависящих главным образом от молекулярного веса (молекулярная перегонка, тонкослойное испарение) в склонности к адсорбции на различных пористых телах (хроматография) в растворимости в различных растворителях (экстракция) в температурах плавления (кристаллизация из растворов) и в некоторых других свойствах. Иногда при фракционировании отдельные методы комбинируются, например экстракция и перегонка (экстрактивная раз-гонка), или адсорбция и ректификация (гиперсорбция), адсорбция и экстракция (анализ смолистых веществ) и т. п. [c.79]

Л. и л. отдельных частиц можно характеризовать их способностью удерживаться пов-стью жидкости (см Ф/ю-тация) или силами сцепления частиц при непосредств контактировании в жидкости (см. Структурообразование в дисперсных системах), а порошка или дисперсной пористой стру к ту ры-скоростью и равновесной высотой пропитки жидкостью. При высокой уд. пов-сти порошков и пористых тел Л. и л. могут быть охарактеризованы их способностью адсорбировать пары жидкости, теплотами адсорбции и смачивания или соотношением теплот смачивания двумя жидкостями. Тепловые эффекты особенно велики для твердых тел, способных к сольватации средой и набуханию в ней напр., для крахмала отношение теплот смачивания водой и углеводородом может достигать 20. Степень лиофильности м. б. также охарактеризована величиной исключенного объема жидкости (по изменению р-римости в ней разл. в-в в присут. твердых частиц), по увеличению гидродинамич. радиуса движущихся частиц более детальные сведения о взаимод. пов-сти твердого тела со средой дают спектральные методы. [c.595]

Ниже мы приводим вывод уравнения материального ба.ланса по Рачинскому [2], ограничившись в соответствии со сделанными допущениями рассмотрением одномерной задачи. Пусть х — координата, соответствующая направлению перемещения потока со скоростью W через элемент пористого тела с площадью поперечного сечения dS и толщиной dx (рис. 10,2). Скорость потока при неизотермической адсорбции даже с учетом сделанных допущений не является постоянной величиной, а подобно концентрациям с и а есть функция координаты и времени. [c.209]

Формулу (11.13) можно использовать для оценки скорости и времени проникновения жидких радиоактивных веществ в капиллярно-пористые тела [27]. Таким образом, можно констатировать, что при загрязнении поверхности каплями жидких радиоактивных веществ определяющим фактором сначала будет адгезия капель к твердой поверхности. Удаление этих капель гарантирует надежную дезактивацию. Если время контакта увеличивается, то радиоактивное вещество адсорбируется на поверхности и дезактивация определяется этим фактором. По мере дальнейшего увеличения экспозиции возможна ионообменная адсорбция и последующая диффузия радионуклида, которая определяет глу бинное загрязнение, что потребует применения соответствующих способов дезактивации. [c.186]

Несмотря на то, что скорость диффузии газообразных молекул высока, адсорбционные процессы газообразных и парообразных веществ протекают довольно медленно. Структура пористых тел, типа активных углей и силикагеля, вызывает замедление процесса адсорбции за счет времени, необходимого для проникновения молекул газообразного вещества внутрь пор. Поэтому адсорбция газообразных веществ может протекать в течение нескольких минут, часов и даже суток. Для большей скорости адсорбции нужно иметь адсорбент не только с развитой внутренней поверхностью пор, но и чтобы его структура была доступной для поглощаемых веществ. Для характеристики пористости, величины суммарной поверхности и структуры адсорбента существует понятие активности. [c.28]

Применение капельных реакций на фильтровальной бумаге дает возможность повысить чувствительность реакции и разделить смесь ионов [16]. Капельный метод анализа основан на использовании капиллярно-поверхностных свойств пористых тел (бумаги, волокна). Различная сорбируемость, а также различная капиллярная активность ионов и скорость диффузии вызывают локальное размещение ионов, вследствие чего происходит накопление и разделение веществ на бумаге в виде концентрических зон. Бумага в водном растворе заряжена обычно отрицательно. Поэтому большое значение для разделения имеет также адсорбция и диффузия коллоидных частиц, которые несут электрический заряд. [c.53]

Капельные методы часто основаны на использовании капиллярно-поверхностных свойств пористых тел. При нанесении капли водного раствора на фильтровальную бумагу растворитель движется по капиллярам бумаги быстрее, чем растворенное вещество. Если в растворе содержится несколько веществ, то они движутся по капиллярам с различной скоростью, в результате чего образуются различно окрашенные зоны. Таким образом, в основе образования зон лежит различная скорость диффузии компонентов раствора. Вещества, имеющие наибольший коэффициент диффузии, будут образовывать крайние (периферийные) зоны. Менее важными факторами распределения веществ на бумаге являются адсорбция и диффузия коллоидно-раствори-мых веществ. [c.83]

Гистерезис смачивания играет существенную роль во всех капиллярных процессах, а также в процессах капиллярной конденсации при адсорбции паров пористыми телами. Явление гистерезиса и скорость установления равновесного краевого угла определяются молекулярной природой смачиваемой поверхности, ее составом и строением, а также вязкостью и поверхностным натяжением смачивающей жидкости. Увеличение гладкости твердой поверхности приводит к уменьшению гистерезиса. Напротив, очень высокие значения гистерезиса наблюдаются на поверхностях шероховатых или пористых тел (так называемый капиллярный [14, 151 или дисперсионный [16, 17] гистерезис). [c.13]

Различие в скоростях позволяет в некоторых случаях разграничивать адсорбцию от растворения. Например Мак-Бэн (1909) нашел долю растворенного водорода при сорбции его углем, измеряя давление в первый момент процесса(адсорбция) и в конце его (сумма адсорбции и растворения). Вообще же оба процесса очень трудно расчленить, и обычно измеряется сумма адсорбированного и растворенного количества Для пористых тел, где поверхность очень велика по сравнению с объемом, это не вносит слишком большой ошибки. [c.344]

Следует, разумеется, отдавать себе отчет в том, что активность пористого катализатора вовсе не обязательно должна быть во всех случаях прямо пропорциональной его общей поверхности, измеренной по адсорбции газа. В самом деле, Уилер [33, 34], рассмотрев кинетику реакций, протекающих на мелкопористом катализаторе, пришел к выводу, что при некоторых условиях следует ожидать зависимости скорости реакции не от величины обшей поверхности твердого пористого тела, а лишь от величины внешней или геометрической поверхности частиц катализатора. При иных условиях можно ожидать зависимости скорости от корня квадратного из величины поверхности. С другой стороны, в некоторых случаях вполне возможна линейная зависимость между размером общей поверхности тела и его каталитической активностью, как это действительно наблюдалось некоторыми авторами [35]. [c.729]

Адсорбция происходит на поверхности тела, на гладкой поверхности процесс адсорбции характеризуется большой скоростью, однако в пористых телах процесс адсорбции замедляется вследствие малой скорости проникновения газа в поры тела. [c.61]

Катализатор в виде отдельных частиц или агломератов частиц помещается в поток движущейся среды. Реагирующие вещества и продукты реакций диффундируют в газовую или жидкую фазы, находящиеся на границе твердого катализатора, а также в пористое пространство агрегатов. Дис узионная стадия может лимитировать скорость реакции, но эта стадия не рассматривается здесь детально. Реагенты, промежуточные вещества и продукты реакции соединяются с поверхностью твердого тела слабо (физическая адсорбция) или более прочно (слабая или сильная хемосорбция). [c.15]

Ес.пи пористое твердое тело входит в контакт с газом или паром в изолированном сосуде, уменьшается давление газа и увеличивается вес твердого тела, так как газ поглощается пористым твердым телом. Эти изменения наступают обычно не мгновенно, а требуют некоторого времени, т. е. поглощение газов, так же как и адсорбция растворенных веществ пористыми адсорбентами, характеризуется определенной скоростью— равновесие наступает лишь по истечении некоторого времени. [c.72]

Однако различие между физической и химической адсорбцией на основе скоростей неясно, вероятно, по двум причинам. Во-первых, многие поверхности столь не насыщены, что они претерпевают быструю хемосорбцию даже при очень низких температурах. В некоторых из этих случаев, очевидно, почти каждая молекула, ударяющаяся о непокрытый поверхностный атом, хемосорбируется, а поэтому энергия активации практически равна нулю. Следовательно, быстрая адсорбция по своей природе не обязательно является физической. Во-вторых, если адсорбент обладает узкими порами или капиллярами, то проникновение молекул адсорбата внутрь тела может быть заторможено. Такое замедленное проникновение может быть не только при хемосорбции на внутренних поверхностях, но оно также может протекать и при физической адсорбции и даже при растворении газа. Медленное исчезновение газа никоим образом не является здесь определенным критерием хемосорбции. Уголь вследствие большой пористости является особенно трудным объектом для решения вопроса об определении тина адсорбции на основании измерений скорости. [c.236]

Пористость поверхности. Адсорбция смазки существенно зависит от поверхностной и объемной пористости твердого тела. Результаты опытов по исследованию просачивания воды сквозь поры бетонного блока показаны на рис. 5.16, на котором представлена также зависимость продолжительности полного насыщения пор водой от скорости истечения жидкости из пор. В этих опытах вертикальный прозрачный цилиндр с горизонтальными градуировочными метками [c.107]

Сам по себе процесс адсорбции на поверхности твердого тела протекает с большой скоростью, но восполнение убыли концентрации в слое, прилегающем к поверхности адсорбента, происходит путем диффузии, протекающей в растворе весьма медленно [22], что очень замедляет установление равновесия между объе.мом раствора н поверхностью адсорбента. Для более быстрого достижения равновесия приходится прибегать к перемешиванию или встряхиванию раствора. Однако в случае пористых адсорбентов перемешивание раствора не распространяется на поры и равновесие достигается почти исключительно за счет медленной диффузии растворенного вещества. Чем меньше поры, тем медленнее достигается равновесие. Так как скорость адсорбции зависит от скорости диф- [c.18]

При изучении адсорбции сераорганических соединений на пористых телах в динамических условиях при 20 оп еделе1 ное их количество в декалине (С = 0,02% вес.) со скорост.ю v = I час- пропускалось через сорбент со степенью измельчения 0,25— [c.305]

М. Лясонь (Институт горной химии и физико-химии сорбентов, Горно-металлургическая академия, Краков, ПНР). Исследования кинетики адсорбции паров пористыми телами проведены в нашем институте с целью определения механизма переноса адсорбата в порах адсорбента, определения влияния пористой структуры, условий измерения (р, Т) или энергетических характеристик адсорбента и адсорбата на скорость процесса адсорбции [1, 2]. С этой целью построены специальные аппараты, из которых наиболее интересны сорбционный моностат и его модификация — аппарат для диффузионных исследований [3]. Аппараты характеризуются высокой чувствительностью, сравнимой с чувствительностью электронных сорбционных микровесов. Интересные результаты получены при исследовании кинетики адсорбции алифатических спиртов на молекулярных ситах 4А и 5А. Выделены сорбционные системы, в которых адсорбция обусловлена переносом адсорбата во вторичных порах (транспортных), и системы, в которых этот процесс преимущественно зависит от скорости переноса адсорбата в первичных порах [4]. [c.336]

Закон установло опытным путем Г. И. Гессом в 1836. ГЕТЕРОГЕННЫЙ КАТАЛИЗ, вызывается катализаторами, образующими самостоят. фазу, отделенную от реагентов границей раздела. Наиб, распространен Г. к., при к-ром ТВ. кат. ускоряет р-цию в газовой фазе или в р-ре. При Г. к. процесс всегда состоит из неск. стадий диффузии реагентов к пов-сти катализатора, их адсорбции, хим. р-ции на пов-сти, десорбции продуктов. Практически различают диффуз. и кинетич. области протекания Г. к. Поскольку катализаторами часто бывают пористые тела, а р-ции происходят при высоких давл. и т-рах с большими скоростями, суммарная скорость процесса может определяться диффузией в-ва в порах катализатора или теплопередачей (о роли диффузии и теплопередачи в Г. к. см. Макрокинетика). Чтобы уменьшить влияние диффузии и теплопередачи и увеличить эффективность катализатора, его раздробляют, наносят на непористый носитель или проводят процесс в псевдоожиж. слое, где пьи.евидный катализатор поддерживается потоком реагентов во взвеш. состоянии. [c.129]

О — длина ребра частицы, имеюш ей форму кубика 6 — угол между падающим и рассеянным лучами Ь — константа, характеризующая геометрию прибора. Полнун) поверхность пористых тел определяют также методом теплопроводности, измерением скорости растворения дисперсной системы, определением теплоты смачивания, проницаемости, методом адсорбции красителей, с помощью радиоактивных индикаторов, электролитическим и интерференционным методами. Для быстрой оценки полной поверхности пористых тел используют методы газовой хроматографии (см. Хроматографический анализ). [c.372]

Однако опыйл были проведены с активными углями, т. е. пористыми сорбентами, и результаты авторов не совсем определенны. Впоследствии идеи Лэнгмюра были положены Джура и Пауэлем [10] в основу метода определения удельной поверхности непористых тел из измерений скорости адсорбции. Найденные авторами величины удельных поверхностей алюмосиликатного катализатора и анатаза по кинетическому методу в пределах 20% совпали со значениями, полученными по методу Брупауэра, Эмметта и Теллера и абсолютному методу Гаркинса и Джура. [c.16]

Хроматографическая адсорбция тесно связана с капиллярным анализом, что неоднократно вызывало смешение этих понятий. Например, В. Оствальд неосновательно считал, что капилляри-зация представляет собой адсорбционный процесс. Однако Цвет четко разграничил явления капиллярного и хроматографического анализа, назвав капиллярным анализом метод разделения смеси растворенных веществ, основанный на различной скорости продвижения их в капиллярах фильтровальной бумаги. Капиллярный анализ основан на использовании капиллярно-поверхностных свойств пористых тел, например бумаги, которая еще в XIX веке нашла широкое применение в химии вследствие своей пористости, обусловленной более или менее тесным переплетением волокон целлюлозы. Аналогичными свойствами обладает также асбест и другие волокнистые вещества. [c.19]

Фракционированием называется разделение сложной смеси компонентов на смеси более простого состава или, в пределе, на индивидуельные составляющие. Применительно к сфти такое разделение можно проводить различными методами, основанными на различии в физико-химических свойствах веществ нефти температурах кипения (перегонка и ректификация), скоростях испарения, зависящих главным образом от молекулярной массы (молекулярная перегонка, тонкослойное испарение), склонности к адсорбции на различных пористых телах (хроматография), растворимости в различных растворителях (экстракция), температурах плавления (кристаллизация из растворов) и др. [c.57]

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]

Подвижность полимерных растворов в пористой среде. Этот иоказа-тель наиболее полно характеризует особенности течения полимерных растворов в пористой среде, так как обычная вязкостная характеристика не всегда отражает реальную картину. Например, более вязкие полимерные растворы при одинаковой концентрации не всегда имеют лучшие фильтрационные свойства. Это связано с тем, что различные полимеры обладают разной адсорбцией и способностью к механическому удерживанию, В работе [23] определены зависимости обратной относительной подвижности ( в х/цв, где А, йв — фазовые проницаемости для полимерного раствора и воды ц, нв—вязкости раствора и воды), полимерных растворов от скорости фильтрации, В частности, на основе изучения полученных [c.118]

Совр. Ф.-х. м. развивается на основе представлений об определяющей роли физико-хим. явлений на границе раздела фаз - смачивания, адсорбции, адгезии и др.- во всех процессах, обусловленных взаимод. между частицами дисперсной фазы, в т. ч. структурообразования (см. Структурообразова-ние в дисперсных системах). Коагуляционные структуры, в к-рых взаимод. частиц ограничивается их соприкосновением через прослойку дисперсионной среды, определяют вязкость, пластичность, тиксотропное поведение жидких дисперсных систем, а также зависимость сопротивления сдвигу от скорости течения. Структуры с фазовыми контактами образуются в кристаллич. и аморфных твердых телах и дисперсных материалах при спекании, прессовании, изотермич. перегонке, а также при вьщелении новой высокодисперсной фазы в пересыщенных р-рах и расплавах, напр, в минер, связующих или полимерных материалах. Мех. характеристики таких тел - прочность, долговечность, износостойкость, упру-го-пластич. св-ва и упруго-хрупкое разрушение - обусловлены силами сцепления в контактах, числом контактов (на 1 см пов-сти раздела фаз), типом контактов, дисперсностью системы и могут изменяться в широких пределах. Так, для глобулярной пористой монодисперсной структуры прочность материала может варьировать от 10 до 10 Н/м . Возможно образование иерархич. уровней дисперсной структуры первичные частицы - их агрегаты - флокулы - структурированный осадок. Сплошные материалы, в частности металлы и сплавы, в рамках представлений Ф.-х. м. рассматриваются как предельный случай полного срастания зерен структуры с ( овыми контактами. [c.90]

Напомним, что наблюдаемая общая скорость каталитической реакции зависит от относительных скоростей пяти совершенно различных процессов. Правильное выражение скорости, необходимое для подстановки в уравнения (6), (7) или (8), будет, следовательно, определяться общей скоростью. Необходимо принимать во внимание массонередачу газов к поверхности и от нее, а также массонередачу внутри пористой структуры твердого тела. Чтобы ввести поправку на влияние диффузии в порах, выражение для скорости просто умножают на коэффициент, называемый коэффициентом эффективности (см. разд. 9.2.4). Метод модифицирования уравнения скорости реакции для учета диффузии в газовой фазе обсунедается в разд. 9.2.3. В данном разделе рассматриваются только три процесса адсорбция, поверхностная реакция ж десорбция. [c.395]

Понятия адсорбирующийся и несорбирующийся газ весьма условны. Известно, что все газы и пары в той или иной степени адсорбируются на поверхности твердых тел. В этом смысле не-сорбирующихся газов нет. Адсорбируемость данного вещества зависит от условий, в которых происходит адсорбция. Например, азот при обычных температурах адсорбируется мало, но при низких температурах адсорбция его может быть большой. Несорби-рующимся газом принято называть вещество, которое при рассматриваемых условиях адсорбируется так мало, что его адсорбция заметно не влияет на скорость течения через пористую среду. [c.55]

Кроме того, Арановичем и Донахью [83] обнаружено новое явление — поверхностное сжатие газов, адсорбированных на твердых телах. Сильное сродство к поверхности заставляет молекулы адсорбатов приобретать намного большую плотность, чем в обычных жидкостях. В этих условиях молекулы адсорбатов так сжаты, что они отталкиваются друг от друга. На основании экспериментальных результатов и теоретических моделей авторы предложили аппроксимационную модель для адсорбции молекул на поверхности. Эта модель применима как к монослойной адсорбции, так и к первому слою при многослойной адсорбции. Линейная форма новой модели позволяет определить энергию взаимодействия адсорбат — адсорбат в адсорбированном слое из экспериментальных данных. Анализ различных систем (таких как азот, СОг, углеводороды на различных адсорбентах) показывает, что энергия взаимодействий молекула — молекула в адсорбированной фазе вблизи монослойного покрытия положительна, что указывает на отталкивание адсорбат-адсорбат и, следовательно, на то, что адсорбаты являются сжатыми жидкостями. Это должно приниматься во внимание при анализе уравнений состояния для адсорбированной фазы и при использовании адсорбции для характеристики пористых материалов. Также это оказывает влияние на скорости реакций на поверхностях катализаторов. Можно предположить, что концепция емкости монослоя в недалеком будущем будет нуждаться в уточнении или даже в пересмотре, потому что она является функцией энергии взаимодействия адсорбат — адсорбент. [c.302]

Гистерезис смачивания зависит от скорости перемещения трехфазной границы раздела фаз по твердой поверхности, а также от адсорбции на ней веществ и шероховатости твердого тела.-С увеличением скорости вытеснения нефти водой из капиллярных каналов пористой среды вследствие гистерезисных явлений наступающий угол смачивания возрастает и может стать больше 90 , если даже в статических условиях поверхность капилляра гидрофильна. [c.172]