Энергия адсорбции жидкостей

Эта зависимость видна из сопоставления относительных величин теплот смачивания, приведенных в табл, 80 и 81 для ТЮд (полярный адсорбент) и угля (неполярный адсорбент). Более подробные данные можно найти в обзоре по энергии адсорбции жидкостей [1]. [c.716]

Процесс самопроизвольного концентрирования вещества на поверхности какого-либо тела называется адсорбцией (поглощением). Так как любая поверхность раздела фаз обладает поверхностной энергией, адсорбция возможна на любой поверхности раздела фаз между жидкостью и газом, между твердым телом и газом, между двумя несмешивающимися жидкостями, между твердым телом и жидкостью. [c.121]

Так как в результате адсорбции энергия Гиббса жидкости уменьшается, то изменяется и давление ее пара. Соответственно изменяется и температурная зависимость этой величины, т. е. теплота испарения (см. уравнение Клапейрона — Клаузиуса, гл. IV). Разница между теплотами. испарения чистой жидкости и той же жидкости, смачивающей твердое тело, и есть теплота смачивания. Таким образом, определяют изотермы адсорбции (см. гл. XV) и по зависимости логарифма давления пара от обратной абсолютной температуры вычисляют теплоту смачивания. Для определения теплоты смачивания дисперсных систем ее преимущественно относят к массе тела. [c.176]

Адсорбция из жидкостей на твердых адсорбентах лежит в основе аналитических и препаративны методов жидкостной адсорбционной хроматографии, рассматриваемых подробно в курсе физической химии. В адсорбционной хроматографии используют отличия в средних временах жизни в адсорбированном состоянии компонентов раствора, т. е. кинетику процесса. Среднее время пребывания молекул вещества в адсорбционном слое определяется его энергией адсорбции [c.113]

При изучении внутридиффузионного процесса необходимо учитывать особенности пористой структуры сорбентов. В некоторых активных углях (КАД, АГ-3, СКТ) поры с различной энергией адсорбции образуют в грануле угля сплошные структуры, причем поры каждого вида выходят на поверхность зерна. Для углей с такой структурой развиты представления о параллельном массопереносе адсорбированных и неадсорбирован-ных молекул внутри гранулы [19, 20]. Для расчета внутри-диффузионной кинетики адсорбции в таких сорбентах может быть использована модель однородного адсорбента, учитывающая массоперенос во внутрипоровой жидкости, заполняющей транспортные каналы (макро- и мезопоры) и в адсорбционном пространстве угля (в микропорах). Хорошее согласование экспериментальных кинетических кривых с данными расчетов по такой модели свидетельствует о корректности ее применения к изучению кинетики адсорбции растворенных веществ на активных углях [19, 21—24]. [c.117]

Так, связующие с 55 % смол и аренов, приближаясь по свойствам к ньютоновской жидкости, образует наиболее плотные карбонизаты и адсорбенты. Последние обладают наивысшей энергией адсорбции — 27,7 кДж/моль. [c.611]

Очевидно, деформируемость и эластичность пленок поверхностно-активных веществ отражает их способность образовывать сплошной, а не прерывистый адсорбционный слой на поверхности полиэтилена. Вероятность проникания жидкости в микродефекты образца возрастает с увеличением плотности адсорбционного слоя, а поверхностное давление в микродефекте связано с энергией адсорбции пленки. Индекс активности не учитывает влияние [c.134]

Изучению сорбции цеолитами газов и жидкостей, как индивидуальных, так и смесей, посвящено большое число исследований. Во многих этих работах изучалось адсорбционное равновесие определялись адсорбционные изотермы, теплоты, энтропии и свободные энергии адсорбции. Для большинства систем сорбат —цеолит изотермы хорошо описываются уравнением Ленгмюра [c.461]

При любых процессах, происходящих на границе твердого тела с жидкостью, молекулы последней входят в состав молекулярных комплексов и сольватов. При расчете тепловых эффектов и свободных энергий адсорбции при вылете в объем активных частиц следует принимать во внимание теплоты и энтропии образования соответствующих комплексов, как это сделано в уравнениях [c.506]

В распределительной, а также ситовой хроматографии наблюдается значительная диффузия как в неподвижной, так и в подвижной фазе. В адсорбционной хроматографии следует рассматривать диффузию в подвижной фазе и на поверхности. Гиддингс /5/ говорит о необходимости изучения диффузии на поверхностях. Он считает, что скорости поверхностной диффузии, вероятно, должны быть близки к скоростям диффузионных процессов в жидкостях. Вполне вероятно, хотя и не доказано, что энергия адсорбции и геометрия адсорбента определяют скорость поверхностной диффузии и, следовательно, влияют [c.33]

Вещества при прохождении через колонку многократно адсорбируются на адсорбенте или растворяются в органической жидкости. Чем больше число актов адсорб- I ции или растворения, тем больше сказывается разница в энергии адсорбции или растворимости отдельных компонентов и тем лучше достигается разделение. [c.11]

Во-первых, разрушение материала и воздействие среды иод наиряжение.м происходит неравномерно и не по всему объему, а в определенных слабых местах, где имеются наибольшие дефекты (трещины, щели и пр.), через которые проникает среда и где идет наиболее интенсивная адсорбция жидкости, вследствие чего снижается поверхностная энергия материала, происходит рост трещин, увеличение локальных напряжений, что и приводит к разрущению. [c.180]

В системе вода — органическая жидкость ПАВ может быть растворимо как в воде, так и в органической жидкости, и адсорбция возможна как из одной фазы на поверхность, так и из другой. Энергия адсорбции будет определяться той частью молекулы, которая перешла из одной фазы в другую, так как при адсорбции из воды полярная группа остается в воде, а при адсорбции из органической фазы неполярный радикал остается в неполярной фазе. [c.169]

По мере того как развивалась теория газовой хроматографии и выяснялись зависимости хроматографических характеристик анализируемых веществ, адсорбентов и жидких неподвижных фаз от их физико-химических свойств, стало возможно не только предсказывать параметры хроматографического разделения на основе термодинамических и кинетических характеристик, но и подойти к решению обратных задач — определению физико-химических параметров по данным, получаемым при помощи газовой хроматографии [I—3]. Наибольшее значение газовая хроматография приобрела для определения термодинамических характеристик. Газо-адсорбционную хроматографию широко используют для измерения изотерм адсорбции. Из данных по изменению величин удерживания с температурой можно вычислять также энтропию и свободную энергию адсорбции. На основе хроматографического изучения адсорбции удается исследовать характер взаимодействия молекул адсорбата и адсорбента. Газо-жидкостная хромато рафия позволяет путем определения величин удерживания вычислять растворимость, теплоту и энтропию процесса растворения, а также измерять давление пара и температуру кипения анализируемых веществ, рассчитывать константы равновесия реакций в растворах и в газовой фазе и определять коэффициенты адсорбции на межфазных границах (жидкость—газ, жидкость—жидкость, жидкость—твердое тело). [c.223]

Практически в силу различных причин всегда имеет место неоднородность участков поверхности в отнощении адсорбции. Изотерма адсорбции (когда она может быть измерена) отражает происходящие специфические взаимодействия. В случае физической адсорбции энергия адсорбции часто определяется путем расчета теплот адсорбции по изотермам, измеренным при разных температурах, или прямым калориметрическим методом. При хемосорбции же может оказаться невозможным найти теплоты адсорбции ни калориметрическим способом, ни по изотермам, измеренным при разных температурах. Это бывает в случае, когда равновесие в системах адсорбат — адсорбент устанавливается в течение очень длительного времени или когда равновесные давления очень малы. Кроме того, представляющие интерес катализаторы и другие твердые тела могут быть плохими проводниками тепла и, что более важно, обнаруживать неспецифическую адсорбцию, в частности при впуске газа, если температура опыта низка и имеются участки с высокой энергией. Главным образом этими экспериментальными трудностями объясняется отсутствие важных термодинамических данных для многих систем катализатор — адсорбат. Большинство трудностей преодолевается, если использовать метод измерения теплот погружения, за исключением случаев, когда тепловые эффекты наступают медленно или когда адсорбат может быть изучен только в виде жидкости. [c.293]

Величина /(5/1) в случае гептана больше, чем величина поверхностной энтальпии жидкости, и истинная интегральная энергия адсорбции монослоя ниже, чем для любых других жидкостей, за исключением н-пропилового спирта. Возможно, что эти молекулы слабее удерживаются на поверхности и могут более сильно реагировать со вторым слоем молекул. Однако не исключено, что рассчитанное по методу БЭТ значение Ут занижено и величина отражает остаточное взаимодействие гептана с [c.317]

В некоторых случаях трения расплавов, например полиэтилена, не наблюдается полного смачивания и мала энергия адсорбции. Следовательно, при плохой адгезии и малом изменении поверхностной энергии твердого тела теория предсказывает скольжение жидкости по твердой поверхности. [c.149]

Элюентный анализ, фронтальный анализ и вытеснительное проявление. Кроме применяющегося обычно элюентного анализа, описанного выше, существует еще два основных метода проявления хроматограмм (хроматографического анализа) фронтальный анализ и вытеснительное проявление. Оба метода были разработаны Тизелиусом (в 1940 и в 1943 гг.). Условия работы с колонкой по этим трем методам соверщенно различны. Фронтальный анализ состоит в пропускании раствора через колонку из адсорбента, предварительно промытую чистым растворителем, в определении концентрации выходящего из колонки раствора и установлении зависимости между его концентрацией и объемом. Таким образом, получают характерные кривые с одной ступенью для каждого из растворенных веществ. При проявлении методом вытеснения вещества, подлежащие разделению, адсорбируются в верхней части колонки и через колонку пропускают раствор вещества, обладающего большей энергией адсорбции. Это вещество играет роль проявителя, вытесняющего вещества, подлежащие разделению, которые, в свою очередь, вытесняют друг друга. Определяют зависимость между концентрацией вещества в исходящей из колонки жидкости и ее объемом. Измерения высоты и длины каждой ступени кривой дают возможность провести качественный и количественный анализ составных частей смеси при условии, что проявитель количественно вытесняет исследуемую смесь. Методы Тизелиуса, усовершенствованные Клессоном и другими, особенно важны для разделения бесцветных веществ и при применении таких адсорбентов, как уголь. За концентрацией составных частей смеси в жидкости, исходящей из колонки, непрерывно следят по показателям преломления, электропроводности или других физических свойств. Клессон показал, что методом фронтального анализа можно осуществить количественный анализ смеси, состоящей из шести жирных кислот (на- [c.1490]

Адсорбция твердыми адсорбентами в практическом отношении является наиболее важным видом. Поверхность твердого тела, также как и жидкости, обладает избытком поверхностной энергии, поэтому на границе раздела между твердым телом и газом, твердым телом и жидкостью происходит адсорбция веществ, понижающих запас поверхностной энергии. Адсорбция газов твердыми адсорбентами детально была изучена Н. Д. Зелинским. В 1915 г. этим ученым был сконструирован первый угольный противогаз и разработаны методы активирования древесного угля. [c.305]

Барьеры свободной энергии. Барьеры свободной энергии, которые необходимо преодолеть для пересечения поверхности раздела жидкость—жидкость , показаны схематически на рис. 22. Стандартные свободные энергии адсорбции (С°—О ) и (С°—Се) могут быть рЗС-считаны по данным измерений поверхностного натяжения при низких концентрациях. Разность (0°—С2) представляет собой изменение стандартной свободной энергии массопередачи, в то время как Сь и являются пиками барьеров адсорбции и десорбции. Суммарным результатом является барьер энергии активации, складывающийся из (С —0°) для массопередачи в прямом направлении и (ОЗ—0°) для массопередачи в обратном направлении. Абсолютные значения свободных энергий, как указывалось выше, должны быть получены из экспериментальных данных. Так как энергетический барьер является асимметричным, то изме- [c.70]

Табл. 2 показывает, что нет прямой связи величин на графитированной саже ни с температурой кипения, ни с дипольным моментом, ни с молекулярным весом. Это объясняется тем, что температура кипения связана с взаимодействием молекул в жидкости, где, в частности, возможна ассоциация молекул группы В, обладающих необходимыми для этой ассоциации функциональными группами. Подобная ассоциация при малых заполнениях поверхности графитированной сажи и при повышенных температурах колонки не происходит. Дипольный момент молекулы, вызывающий при адсорбции некоторую по, гя-ризацию атомов в графите, не вносит значительного вклада в энергию адсорбции 33] и поэтому практически не влияет на удерживаемые объемы. Роль молекулярного веса ослабляется различиями в геометрии молекул, влияющими на возможную их ориентацию и энергию адсорбции на базисной плоскости графита. Неспецифическое дисперсионное взаимодействие при адсорбции определяется поляризуемостью и магнитной восприимчивостью [c.26]

В результате тщательного определения удельной поверхности и теплоты смачивания крупнопористых и, в особенности, непористых адсорбентов могут быть получены величины энергии адсорбции жидкостей на единицу поверхности адсорбентов, т. е. абсолютные теплоты смачивания (в эрг/см ). Определение таких величин было сделано в работах Ильина Гаркинса и Бойда , Бойда и Ливингстона , Киселева и Киселевой , Киселева, Микос, Романчук и Щербаковой . Наиболее надежные величины для нецористых адсорбентов и для крупно- и однородно пористого силикагеля приведены в табл. 3. [c.178]

Следует отметить, что русские ученые разработали альтернативный путь для вычисления взаимодействия диэлектриков (Лившиц, 1955, 1956 Дзиазлошинский и др., 1960). Использование этого метода для вычисления энергий взаимодействия коллоидных частиц требует знаний диэлектрических свойств в пределах широкой области частот — данных, которые отсутствуют в настоящее время для многих веществ. Поэтому химики-коллоидники вынуждены прибегать к грубым приближениям, предлагаемым теорией Лондона. Однако эта теория разработана довольно хорошо в применении к дальнедействующим силам между отшлифованными поверхностями, поверхностной энергии неполярных жидкостей и энергии адсорбции простых неполярных молекул на твердых телах — например, бензол на графите (Киселев, 1965). Можно с уверенностью предположить, что эта теория дает правильный порядок величины энергии взаимодействия коллоидных частиц. [c.95]

Рассмотрим сначала наиболее грубое приближение будем учитывать лишь перемещения вдоль поверхности и пренебрегать переходом молекул из слоя в слой. Второе принимаемое приближение относится к характеристикам подвижности молекул из различных слоев. Строго говоря, необходимо для каждого слоя вводить характерную для него среднюю подвижность. В рамках теории полимо-лекулярной адсорбции БЭТ можно принять лишь подвижность в первом слое, отличной от подвижности в остальных слоях. Однако, так как наша первоначальная цель — не количественные расчеты, а качественное рассмотрение явления, мы примем, что подвижность во всех слоях одинакова. Третье приближение заключается в пренебрежении энергией межмолекулярного взаимодействия в объеме жидкости по сравнению с энергией адсорбции, по крайней мере, в слоях, близких к поверхности твердого тела. [c.52]

Сложнее обстоит дело с расчетами селективности смесей неионных полярных жидкостей. Для них предлагалось использовать сравнительные оценки энергии межмолекулярных водородных связей, числа Тафта и Хаммета [37], различие в энергии адсорбции компонентой на основе правила Ребиндера [27]. Количественные расчеты здесь пока невозможны в связи с недостаточЦой развитостью теории полярных жидкостей, где самым заметным образлм проявляются эффекты сольватации молекул и эффекты, связанные с изменением структуры граничных слоев жидкостей (см. главу VII) вблизи поверхности пор мембраны. Эффекты сольватации проявляются также и в ионных системах, однако здесь их влияние может, по-видимому, перекрываться более сильным влиянием электростатических сил. [c.305]

Если принять, что при предельной адсорбции уравнение состояния адсорбата то же, что и обычной жидкости [2], то второй сомножитель в приведенных выше уравнениях можно заменить отношением мольного объема обычной жидкости — г о к мольному объему сжатой жидкости — г>" до давления Р, пропорционального характеристической энергии адсорбции Р = Е (р 1М). Тогда Е = 0,74 (р7ро) v"/vo). Используя Е, -кривые, можно по Р определить К, а далее найти В — диаметр цилиндрических пор (-0 = или размер щелевых пор Н = с1 /К, где = 1,33 (г ") Ч [c.258]

Характеристика полученных из карбонизатов малообгарных образцов приведена в табл. 7.35. Значения суммарного объема пор по различным пикнометрическим жидкостям указывают на то, что адсорбенты обладают молекулярно-ситовыми свойствами. Максимальной прочностью обладает адсорбент 2, полученный из сополиконденсата 2, имеющего наименьшее содержание гель-фракции (72 %), т. е. с наименее сшитой пространственной структурой. Благодаря наибольшему содержанию сланцевых фенолов в образце 1, адсорбент 1 обладает максимально развитым объемом микропор. Значительная величина энергии адсорбции для дробленых адсорбентов от 25,9 до 31,5кДж/моль свидетельствует о небольших размерах микропор. [c.606]

Основные формы связи влаги с материалом — химическая, физико-химическая и физико-механическая. Химическая связь обусловлена ионным или сильным молекулярным взаимодействием влаги и материала, а физико-химическая связь — взаимным проникновением влаги и материала (растворение или набухание) либо адсорбцией. Процесс набухания по молекулярному механизму аналогичен процессу растворения. Действие адсорбционных сил распространяется на тонкий слой жидкости, прилегающий к поверхности твердого тела. Наиболее сильно связан с поверхностью первый мономолекулярный адсорбционный слой. По мере удаления от поверхности энергия связи жидкости и твердого тела быстро убывает. Вследствие интенсивного молекулярного взаимодействия твердого тела и жидкости ее свойства в тонком поверхностном слое существенно отличаются от свойств в объеме, удаленном от поверхности. Так, адсорбциоино связанная вода не растворяет электролиты и имеет очень большое удельное электрическое сопротивление. Толщина адсорбционного слоя равна нескольким сотням диаметров молекул жидкости. [c.430]

Многие авторы для определения удельной поверхности адсорбентов использовали теплоты смачивания. Нэтрик и Гримм сделали попытку определения удельной поверхности силикагеля, допустив, что его поверхность покрыта пленкой конституционной воды, имеющей нормальное значение полной поверхностной энергии обычной жидкой воды, т. е. 118.5 эрг/см . Разделив измеренную в калориметре теплоту смачивания водой сухого силикагеля на эту величину, Пэтрик и Гримм получили удельную поверхность. Очевидно, что сделанное допущение является весьма грубым приближением, пригодным лишь для оценки порядка величины удельной поверхности. Бартелл и Фу пытались учесть влияние природы поверхности твердого тела, введя величины так называемых адхезионных констант. Методы их определения и вычисления по ним удельных поверхностей из теплот смачивания подробно рассмотрены нами в обзорной статье о работе и теплоте адсорбции жидкостей , поэтому здесь мы не будем на этом останавливаться. [c.176]

Сольватирующее влияние среды распространяется и на адсорбированные атомы и молекулы, увеличивая вероятность их ионизации и изменяя теплоты и свободные энергии адсорбции. Величины Affs-x и AFs-x изменяются при переходе от газа Ii жидкости вследствие сольватации адсорбированных атомов и [c.506]

Опыты [22], в которых адсорбция паров на стекле изучалась путем наблюдений за изменением окраски интерференционных полос, показали, что в стекле распределение нор по размерам является неравномерным. Оказалось, что радиусы пор, вычисленные с помош,ью уравнения Кельвина, для десорбции вдвое меньше радиусов, вычисленных для адсорбции. До проведения этих экспериментов Коэн [23] дал удовлетворительное объяснение такой аномалии и вывел соотношение между величинами ра к р для сквозных цилиндрических капилляров. Коэн предположил, что в капилляре, имеюш,ем радиус г, образуется кольцевой слой жидкости длиной Ь, но мениск не образуется, нока пора пе заполнится. Если перед конденсацией пар занимал объем норы, равный пг Ь, то при образовании кольцевого слоя шириной бг изменение поверхности составит 2пЬЬг с соответствующим изменением поверхностной энергии, равным 2я0 бг. Эта величина должна быть равна свободной энергии образования жидкости. Если [х представляет собой химический потенциал наров при давлении р , а Хо — соответствующий потенциал при давлении насыщенного нара рц, то [c.175]

Рис. 7.2. Изменение вклада свободной энергии группы - СН2(ДДСсн2)по-лученное для цепей средней длины. Рассмотрены случаи переноса мономеров из разбавленных водных растворов на поверхность углеводород — вода 1), в углеводородную жидкость (2), в газовую фазу (3), на поверхность раздела воздух — вода (4)м в мицеллы (5) [3]. Включена также свободная энергия адсорбции паров на поверхности раздела воздух - вода [10].

Справочник химика 21

Химия и химическая технология