Уравнение состояния адсорбированного вещества газов

Этот метод, очевидно, в некотором отношении связан с нахождением уравнения состояния адсорбированного вещества. Используя уравнение состояния и адсорбционное уравнение Гиббса, можно получить в принципе, например, уравнение изотермы адсорбции. Однако в уравнение состояния входит полное количество вещества, а в уравнение Гиббса — избыток, так что здесь есть некоторая принципиальная несогласованность в определениях, хотя численная поправка для адсорбции газов пренебрежимо мала. В работах [13, 18—20] дано статистическое определение адсорбции в соответствии с определением Гиббса и получено вириальное разложение для газа, неидеальность которого вызвана наличием адсорбирующей поверхности. [c.26]

Согласно потенциальной теории сфера действия сил притяжения при адсорбции довольно велика и на поверхности адсорбента удерживается несколько слоев молекул адсорбированного вещества. Плотность этого полимолекулярного слоя непрерывно уменьшается по мере удаления от адсорбирующей поверхности. Наи- более сжатым является первый адсорбированный слой, расположенный непосредственно на новерхности адсорбента. К адсорбированному газу приложимо уравнение состояния Ван-дер-Ваальса. Плотность и агрегатное состояние адсорбированного вещества зависят от его давления в адсорбционном объеме. [c.112]

Этот случай адсорбции существенно не отличается от описанной выше адсорбции газов на твердых адсорбентах. Как и в предыдущем случае, количество адсорбированного вещества изменяется с температурой в данном случае также можно применить уравнение Лэнгмюра или Фрейндлиха, если вместо давления подставить концентрацию здесь также наблюдается характерное состояние насыщения поверхности. Оба процесса различаются тем, что в случае растворов вместе с молекулами растворенного вещества адсорбируются также молекулы растворителя. Что касается скорости процесса, то здесь дело обстоит значительно сложнее, так как большая вязкость растворителя затрудняет диффузию молекул растворенного вещества к поверхности адсорбента это особенно сильно отражается на адсорбции в щелях и углублениях. Перемешивание, хотя и значительно ускоряет диффузию, помогает все же довольно мало. [c.51]

Несмотря на то, что причины, вызывающие адсорбцию в рассмотренном случае, отличны от причин адсорбции газа на твердой поверхности, сам процесс протекает аналогично — молекулы, достигая поверхности раствора (т. е. ударяясь о нее), адсорбируются и могут остаться в этом состоянии или десорбироваться. Это позволяет, хотя и с известными оговорками, и в случае адсорбции на свободной жидкой поверхности вычислять поверхностную концентрацию Г по уравнению изотермы Лэнгмюра [см. уравнение (17)], заменяя давление объемной концентрацией С поверхностно-активного вещества. [c.63]

Из полученных уравнений следует соотношение, в котором адсорбируются компоненты смеси, определяется отношением концентраций (давлений) веществ в смеси и отношением констант К i а К 2, характеризующих способность веществ адсорбироваться. Очевидно, чем лучше вещество адсорбируется в чистом виде, тем лучше оно адсорбируется и из смеси. Окончательное состояние адсорбционного равновесия не зависит от того, происходит ли адсорбция сразу из смеси газов (растворенных веществ), или вначале адсорбент находился в атмосфере одного газа, а затем был введен второй. В последнем случае второе вещество будет адсорбироваться, частично вытесняя первое с поверхности сорбента, — идет адсорбционное вытеснение, обменная адсорбция. [c.191]

Кинетическая теория газов позволила вывести аналитические соотношения для определения скорости сублимации льда и скорости десублимации водяного пара только для условий высокого вакуума. При увеличении давления в среде определенная часть испарившихся молекул вещества не успевает отводиться и возвращается на поверхность сублимации. Это явление в уравнении скорости сублимации учитывается коэффициентом сублимации. При конденсации в условиях высокого вакуума и низких температур практически все молекулы газа и водяного пара, падающие на холодную поверхность в ассоциированном состоянии или по отдельности, адсорбируются. При этом под слоем льда остается часть молекул неконденсирующихся газов водорода, азота, углекислого газа, дифтордихлорметана, аргона, гелия. Этот эффект дает возможность создать высокопроизводительные адсорбционно-конденсационные насосы для сверхвысокого вакуума. Теоретическим пределом разрежения такого насоса является давление насыщения водяного пара, соответствующее температуре конденсации. [c.6]

Принимая, что адсорбция ограничена пределами монослоя, разность я = = "растворителя раствора = > 0 интерпретировать как поверхностное давление. Например, если линейная граница на межфазной поверхности жидкость - газ отделяет площадь, занятую чистым растворителем 1, от площади, на которой адсорбировано растворенное вещество 2, то эта граница подвергается действию силы, возникающей из-за бомбардировки ее адсорбированными атомами 2. Это - двухмерный эквивалент давления газа, возникающего вследствие бомбардировки стенок сосуда молекулами газа. Такой двухмерный эквивалент по закону идеального газа равен -пА = RT, где А - площадь, занимаемая одним молем растворенного вещества 2 (или l/r,). С объемной поправкой для закона идеального газа уравнение состояния имеет вид п А - = ЯТ. Получите соотношения мевду активностью второго компонента в объеме и его концентрацией на поверхности 0j = г /гнас, ддя обоих уравнений состояния. Эти уравнения состояния применяются к разбавленным растворам. [c.393]

Состояние пленки зависит также и от концентрации растекающегося (адсорбирующегося) вещества на поверхности. Если концентрация мала и взаимодействие молекул в поверх-1ЮСТН0М слое слабое (больщой коэффициент растекания), то молекулы ПАВ движутся по поверхности независимо друг ог друга. Такое состояние напоминает поведение газа, поэтому пленку называют газообразной. В данном случае термин пленка является чисто условным, так как молекулы на поверхности значительно удалены друг от друга, и не образуют сплошного слоя. Свойства газообразных пленок описываются уравнением состояния двухмерного газа (П1.133) и (П1.138). При возрастании концентрации ПАВ на поверхности и увеличении работы его когезии (уменьшение коэффициента растекания), что может быть вызвано, например, увеличением длины тлеводородного радикала (рост энергии дисперсионного взаимодействия), создаются условия для конденсации пленки (ассоциации молекул). В поверхностном слое образуются отдельные островки плотного монослоя (рои молекул), которые в ходе теплового движения передвигаются по поверхности значительно медленнее, чем отдельные молекулы. Вследствие этого поверхностное натяжение раствора оказывается больше (двухмерное давление меньше), чем оно могло быть при той же концентрации ПАВ, если бы формировалась газообразная пленка. Состояние пленок, способных к конденсации, описывает уравнение (П1.139). Пленки, образованные при сплошном заполнении поверхностного слоя, называют конденсированными. Они могут быть жидкими и твердыми. Твердые пленки обладают структурой, подобной структуре твердого тела. Такая пленка если и течет, то очень медленно. [c.192]

Адсорбция из паров на поверхностях жидкостей (воды и ртути). Михели Кассель и Формштехер определяли адсорбцию углеводородов из измерений поверхностного натяжения на границе воды с их парами. Понижение поверхностного натяжения воды достигало нескольких dunj M и плёнки были явно газообразными. Михели обнаружил, что понижение поверхностного натяжения приблизительно пропорционально парциальному давлению паров углеводорода, что-указывает на разрежённый характер газообразных плёнок, требующих малых поправок к уравнению состояния идеального газа. По данным же Касселя и Формштехера поверхностное давление возрастает с повышением давления паров быстрее, чем по линейному закону, откуда можно заключить о наличии значительной когезии между молекулами углеводорода в плёнке — результат довольно неожиданный, если он достоверен . К результатам этих измерений применимо правило, аналогичное правилу Траубе чем длиннее цепь парафина тем лучше он адсорбируется, причём теплота адсорбции на каждую группу Hg составляет около 500 кал на моль. Бензол адсорбируется сильнее, чем гептан, несомненно, благодаря своей частичной ненасыщенности. Многие авторы изучали адсорбцию на поверхности ртути паров самых разнообразных веществ, начиная с инертных газов и кончая высококипящими органическими соединениями. Опубликованные данные чрезвычайно разноречивы, что, вероятно, объясняется различной степенью чистоты ртути и, следовательно, коле- [c.174]

Как для физической адсорбции, так и для хемосорбции можно различать две крайние модели состояния вещества, зависящие от того, будет ли адсорбированное вещество очень ограничено в своих движениях на поверхности или оно будет полностью подвижным. Согласно представлениям о неподвижной адсорбции, т. е. адсорбции на определенных центрах или локализованной адсорбции, — все эти три термина являются синонимами, — адсорбированные молекулы закреплены на определенных адсорбционных центрах поверхности. В этой модели число молекул, которые могут быть адсорбированы в полностью завершенном монослое, определяется числом центров на поверхности, и прежде всего структурой поверхности твердого тела. Согласно представлениям о подвижной адсорбции (или нелокализован-ной адсорбции), адсорбированное вещество ведет себя как двумерный газ, свободно перемещающийся по поверхности. В этой модели число молекул, которые могут быть адсорбированы в монослое, определяется размерами самих адсорбированных молекул. На практике поведение любых адсорбированных веществ нельзя отнести ни к подвижной, ни к неподвижной адсорбции, оно соответствует какому-то промежуточному случаю. Если энергетические барьеры между адсорбционными центрами очень низки, а энергия теплового движения молекул велика, то будет наблюдаться сильная тенденция перехода к подвижной адсорбции (ср. разд. 2.4.3). Если же энергия активации для движения вдоль поверхности Е- в уравнении (106) гл. 2) значительно больше энергии теплового движения (Ё > QltT), то система по своим свойствам будет приближаться к модели неподвижной адсорбции. [c.109]

Кван [52] следующим образом определил состояние адсорбированной окиси углерода на поверхности платины при использовании найденного на опыте значения дифференциальной теплоты адсорбции по уравнению (18) вычислялись степени заполнения поверхности в предположении, что п равно либо 1, либо 2. Полученные таким образом величины сравнивались с опытными значениями, которые определялись по количеству адсорбированного газа и по величине поверхности адсорбента, при этом принималось, что на 1 см платины имеется 10 атомов, способных адсорбировать одну молекулу СО (га= 1) или один из атомов, полученных после диссоциации этой молекулы (п = 2). Было установлено, что >вы1и. л., полученное по уравнению (18), и найденное по величине поверхности адсорбента и по количеству адсорбированного вещества, лучше согласуются между собой, если принять, что п = 2. Этот результат соответствует данным, недавно полученным Эйшенсом и Веббом [53], которые показали, что на поверхности восстановленного железа протекает обмен кислородом между С 0 и С0 . [c.335]