Энергия взаимодействия между молекулами и поверхностью

Адсорбционные методы очистки применяют для удаления истинно растворимых органических соединений из сточных вод. Широкое применение нашел адсорбционный метод очистки с использованием обычных активных углей и некоторых других сорбентов, в частности активных углей, получаемых из отходов производства феноло-формальдегидной смолы, торфа, а также синтетических высокопористых полимерных адсорбентов. Активные угли высокопористые адсорбенты с удельной поверхностью от 800 до 1500 м2/г. Адсорбционное поглощение растворимых органических загрязнений активным углем происходит в результате дисперсионных взаимодействий между молекулами органических веществ и адсорбентом. Активный уголь гидрофобный адсорбент, т. е. обладает сродством к гидрофобным молекулам органических веществ. Чем выше энергия гидратации адсорбата, тем хуже он извлекается из воды адсорбентом. Сказанное, в частности, подтверждается тем, что активные угли хорошо сорбируют такие гидрофобные соединения, как алифатические и ароматические углеводороды, их галоген- и нитрозамещенные соединения и другие и значительно хуже гидрофильные соединения, например низшие спирты, гликоли, глицерин, ацетон, низшие карбоновые кислоты и некоторые другие вещества. [c.95]

Первый вариант характерен для процессов физической адсорбции и десорбции инертных реагентов, вступающих во взаимодействия с поверхностью твердого вещества без изменения молекулярной структуры реагентов. В этом случае энергия взаимодействия между молекулами твердого вещества значительно превышает энергию взаимодействия между молекулами реагента и поверхностью твердого вещества. [c.121]

Вторая стадия — установление взаимодействия между молекулами газа и молекулами поверхности раздела Жидкости, обладающими избыточной энергией за счет своей неуравновешенности (поверхностное натяжение). Энергия взаимодействия между молекулами понижает поверхностную энергию пограничного слоя и создает условия для проникновения молекул газа в объем жидкой фазы. [c.185]

Огромную роль в межмолекулярных взаимодействиях играет водородная связь, поскольку ею в значительной мере определяется возможность образования комплексов, мицелл и ассоциаций молекул в объеме масла и на поверхности металлов. Межмолекулярная водородная связь зависит от электростатических и донорно-акцепторных взаимодействий между молекулами—донором (АН) и акцептором (В) водорода. Энергия водородной связи по величине (8—60 кДж/моль) уступает энергии химических связей, но именно она в межмолекулярных связях во многом определяет ассоциацию молекул воды, спир- [c.203]

При контакте реагентов с поверхностью углерода возможен третий вариант, когда энергия взаимодействия между молекулами реагентов и поверхностью углерода превышает силы межмолекулярного взаимодействия в массе углерода. Активные осколки молекул реагентов, формирующиеся на поверхности углерода, вступают во взаимодействия с самим углеродом. В итоге молекулярная структура реагента необратимо изменяется и происходит убыль углерода. [c.122]

Для увеличения поверхности вещества (его дробления) требуется совершить работу. Величиной этой работы, отнесенной к единице поверхности, характеризуют поверхностное натяжение ст. Поверхностное натяжение различных жидкостей неодинаково, так как оно зависит, в первую очередь, от энергии взаимодействия между молекулами (или атомами) в жидкости. При 20 для этанола о = 2,2, для бензола — 2,89, для воды — 7,26, для ртути — 47,16 Н/м. Поэтому разные жидкости при равных условиях образуют капли различного диаметра. [c.107]

При втором варианте (например, на поверхности твердых катализаторов) энергия взаимодействия между молекулами реаген- [c.121]

Развиты также теории ассоциированных систем, основанные на решеточной модели, которая учитывает зависимость энергии взаимодействия между молекулами от способа их контактирования (взаимной ориентации). Такой учет возможен в рамках представлений о неоднородной поверхности молекул, о наличии у молекулы различных контактных участков, отличающихся по энергетическим характеристикам взаимодействия с соседями (допустим, для молекулы спирта выделяются контактные участки углеводородного радикала, кислорода и водорода гидроксильной группы). [c.257]

Четыре субъединицы гемоглобина удерживаются вместе в результате слабого взаимодействия между комплементарными поверхностями (см. разд. 15.5 и рис. 15.13, на котором показаны только две субъединицы из четырех). Комплементарность частично нарушается при связывании одной молекулы кислорода и снова восстанавливается при связывании второй молекулы кислорода. Различием в энергии взаимодействия между комплементарными поверхностями и объясняется более низкое значение константы связывания для первой молекулы кислорода и более высокое — для второй. [c.442]

Значение константы Генри зависит как от энергии взаимодействия между элементами поверхности адсорбента и молекулой адсорбата, так и от геометрической структуры адсорбата. [c.99]

Чтобы объяснить это расхождение, надо вспомнить, что поток молекул, сталкивающихся с поверхностью, рассчитывался для воображаемой поверхности, приведенной внутри жидкости. Если же рассматривать рост кристаллов, то должна иметь значение энергия взаимодействия между молекулами растворителя и растворенного вещества (энергия сольватации). Эта энергия должна быть поглощена системой, прежде чем молекула растворенного вещества сможет отделиться от жидкости и присоединиться к решетке кристалла. Эта энергия будет в процессе роста играть роль энергии активации (добавочной к энергии активации диффузии). [c.281]

Если учесть различие (Ai/j) в энергии взаимодействия между молекулами растворителя Eos), находящимися на поверхности, и сегментами полимерной молекулы (Eps), находящимися на поверхности [c.73]

Перенос энергии в твердых телах происходит сложнее, чем в жидкостях. В твердом веществе радиус упорядоченного взаимодействия молекул значительно больше, чем в жидкой среде. Отсюда следует, что для преодоления сил взаимодействия между молекулами поверхности испарения, т. е. для вырывания частиц с поверхности твердого тела, требуется значительно больше энергии, чем для вырывания тех же частиц с поверхности жидкости. Энергия затрачивается не только на десорбцию отдельных молекул, но и на разруше--ние кристаллических решеток вещества и на вырывание комплексов с твердой поверхности. [c.94]

Энергия взаимодействия между твердой поверхностью и молекулами жидкости определяется характером связей, обнажающихся при раскалывании твердого тела, что, в свою очередь, зависит от его структуры. Поэтому наличие естественной флотируемости обусловливается характером этих связей или, в конечном счете, особенностями структуры твердого тела, [c.246]

Прочность связи между адгезивом и субстратом определяется энергией взаимодействия между молекулами. Увеличение межмолекулярного взаимодействия должно сопровождаться повышением прочности адгезионной связи. Введение активных функциональных групп в макромолекулы адгезива или химическая обработка поверхности субстрата, действие радиации или ультразвука способствуют росту адгезионного взаимодействия. [c.183]

Задача о нахождении энергии взаимодействия молекулы с полубесконечной фазой была решена в 1930 г. Лондоном следующим простым способом (рис. 43). Все молекулы, лежащие в пространстве, заключенном между поверхностями сферических сегментов радиусом г и г + йг, одинаково удалены от молекулы 1, находящейся на расстоянии к от полубесконечной фазы того же самого вещества. Площадь сегмента радиусом г равна 2пг (г—к), и, следовательно, объем слоя между обеими поверхностями равен 2лг г—к) г. Если число молекул типа 1 в 1 см равно ьу, а энергия взаимодействия двух молекул, расстояние между которыми г, составляет — Ри г , то общая энергия взаимодействия молекулы 1 со всеми молекулами в объеме 2лг (г—к) с1г будет [c.166]

Кинетика этой реакции хорошо изучена. Впервые попытка приближенного расчета поверхности потенциальной энергии этой реакции методом валентных связей была сделана Эйрингом и Поляни. Более точные расчеты в последнее время сделаны методом МО ССП. Расчет показывает, что наиболее вероятной структурой переходного состояния должна быть линейная структура (Н — И — Н) . При этом энергия отталкивания ядер минимальна. Условимся, что элементарная реакция (а) является адиабатической, и реагенты в исходном состоянии находятся в основном электронном состоянии и 1 8. Для удобства обозначим атомы водорода буквами А, В и С. Будем рассматривать взаимодействие между молекулой АВ и атомом С, когда центры атомов находятся на одной прямой. Обозначим расстояние между центрами А и В через п, расстояние между центрами [c.569]

Электронная теория объясняет зависимость теплового эффекта хемосорбции от величины адсорбции и ряд других закономерностей катализа. Однако без использования основных положений квантовой теории химической связи нельзя объяснить специфику взаимодействия катализатора с конкретной молекулой. Электронная теория катализа описывает состояние катализатора. Квантовая теория химической связи описывает взаимодействие молекул, осуществляющееся через взаимодействие атомов. Рассматривая взаимодействие молекулы субстрата с поверхностью катализатора, завершающееся возникновением химической связи, необходимо определить реакционные центры, т. е. атомы в молекуле и на поверхности катализатора, которые могут взаимодействовать. При определении реакционных центров и качественной оценке энергии взаимодействия между ними можно руководствоваться основными положениями метода возмущенных орбиталей (см. 214), положением о необходимости соответствия взаимодействующих орбиталей. [c.659]

Атомы, молекулы, расположенные в объеме надмолекулярной структуры, энергетически скомпенсированы, в отличие от молекул, расположенных на ее поверхности. Энергия взаимодействия атомов, молекул, находящихся в объеме надмолекулярной структуры, считается объемной энергией, а энергия взаимодействия между атомами, [c.46]

Ассоциативные явления происходят и в газах при их рассмотрении с точки зрения молекулярно-кинетической теории газов и сил взаимодействия между молекулами, Наиболее ярко подобные явления выражены в газовых смесях при конденсации компонентов смеси или дальнейшем образовании в ней твердой фазы, происходящих в присутствии неконденсирующихся газов. При этом на процесс фазовых превращений дополнительно накладывается взаимодействие между молекулами пара и газа, приводящее к ассоциации, которая происходит тем интенсивнее, чем меньше кинетическая энергия сталкивающихся молекул, В этих условиях образование твердой фазы при конденсации приводит к тому, что отраженные от холодной поверхности молекулы газа сами выступают в виде ядер — центров сорбции и конденсации паров, а также переносчиками пара к поверхности, за счет чего процесс в определенных термобарических условиях может значительно интенсифицироваться, [c.100]

В табл. 3 приведены системы, для которых соотношение (20.14) выполняется с достаточно высокой точностью. Однако если энергии связи молекул растворителя с поверхностями двух металлов существенно различаются, то нарушается приближенное соотношение Д1л Д2 и экспериментальные данные уже не согласуются с уравнением (20.14). Так, например, галлий является значительно более гидрофильным металлом, нежели ртуть, а потому для этих двух металлов расхождение между Д о и составляет 0,2—0,3 В. Еще более существенным оказывается взаимодействие между молекулами воды и поверхностью железного электрода. В результате этого для пары металлов Hg—Ре разность достигает около 0,7 В. [c.100]

Поверхность жидкости по своим свойствам существенно отличается от твердой поверхности. Вследствие очень малой подвижности молекул в кристалле, очень малых межмолекулярных расстояний и высоких значений энергии взаимодействия между частицами поверхность кристалла совершенно непроницаема для молекул газа. При столкновении с твердой поверхностью молекула газа испытывает полностью упругое отражение за счет близкодействующих сил отгалкивания (здесь пока не учитывается наличие на поверхности кристалла так называемых активных центров, которые способны адсорбировать молекулы газа). Это означает, что ее кинетическая энергия сохраняется, а составляющая скорости, перпендикулярная поверхности стенки, изменяется на прямо противоположную. [c.25]

Константы То и 1 зависят от величины энергии взаимодействия между молекулами торфа и контртела, которая в свою очередь в значительной мере определяется влажностью материала в зоне контакта. При увеличении числа молекул воды, сорбированных на активных центрах макромолекул, расположенных в зоне плош,адок фактического контакта, повышается плотность контакта, что приводит к росту взаимодействия между торфом и контртелом. Величина адгезии может увеличиваться за счет возникновения водородных связей между молекулами воды, связанными с активными центрами и прочно сорбированными в виде монослоя на поверхности контртела. Рост взаимодействия с повышением влажности приводит (см. рис. 5) к увеличению 1 и То- Прохождение зависимостей = 1 (wo) и То = То (йУо) через максимум при Wo = = 15—25%, можно, по-видимому, объяснить тем, что наибольшая величина молекулярных и водородных взаимодействий, а следовательно, и максимальная адгезия, наблюдаются при насыщении мономолекуляр-ного слоя воды на активных центрах макромолекул торфа, происходящем примерно в том же интервале влажностей [14]. [c.418]

Как уже отхмечалось, поверхностную свободную энергию можно рассматривать как работу переноса молекулы из объема жидкости на поверхность. Возникновение этой работы связано с тем, что внутри фазы сумма сил, действующих на молекулу, равна нулю, тогда как при движении молекулы к поверхности эти силы становятся несбалансированными. Зная функцию потенциальной энергии взаимодействия между молекулами, можно рассчитать полную поверхностную энергию (см. обсуждение уравнения (П-17), а также следующие разделы). Если же зависимость потенциальной энергии от температуры известна, то можно найти также поверхностную свободную энергию. [c.50]

Дисперсионные силы приблизительно одинаковы. Это значит, что каждая частица может одновременно находиться в дисперсиопном взаимодействии с любым числом достаточно близко расположенных к ней частиц. Вместе с тем каждый атом той или иной молекулы может более или менее независимо вступать в дисперсионное взаимодействие с атомами других молекул. Поэтому общее дисперсионное взаимодействие сложных молекул можно грубо представлять себе слагающимся из взаимодействий отдельных их атомов. Данное обстоятельство приводит к тому, что энергия дисперсионного взаимодействия между молекулами поверхности адсорбента и окружающего газа будет обратно пропорциональна не шестой, а значительно меньшей степени расстояния. При этом максимальное действие дисперсионных сил, как следует из сказанного, должно иметь место в микропорах, щелях и других углублениях структуры адсорбента, так как силовые поля, образуемые противоположными стенками этих элементов структуры, будут накладываться друг на друга и таким образом усиливаться. [c.220]

Сравнение уравнений (34) и (41) показывает, что Лоренц и Ланде дали физическую интерпретацию для величин а, и /и, входящих в расчет Эйкена в качестве эмпирических констант. Для взаимодействия постоянного диполя с проводящей поверхностью а,= 2 4 и т—3. Позже мы увидим, что энергия взаимодействия между молекулой газа и поверхностью обратно пропорциональна третьей степени расстояния между мо-лекуло и поверхностью не только для ориентационного эффекта, который был здесь обсужден, но также и для индукционного и дисперсионного эффектов. [c.273]

Рассмотрим зависимость от расстояния энергии притяжения частиц — молекуляриой составляющей расклинивающего давлс ния. Из сил Ван-дер-Ваальса наиболее универсальными и существенными силами притяжения являются лондоновские силы дисперсионного взаимодействия. Как уже отмечалось, дисперсионное взаимодействие слабо экранируется, и поэтому взаимодействие между частицами легко определить суммированием взаимодействий между молекулами или атомами в обеих частицах, например, с помощью интегрирования. Такой приближенный расчет в предположении аддитивности межмолекулярных (межатомных) взаимодействий был проведен де Буром и Гамакером. Для вывода уравнения энергии молекулярного притяжения между частицами воспользуемся уравнением энергии притяжения одной молекулы (атома) к поверхности адсорбента (в данном случае частицы), приведенном в разд. III. А, посвященном адсорбции (111.6) [c.328]

ОТ разности между теплотой адсорбции для последнего слоя и теплотой конденсации. Разность энергий —E может быть положительной или отрицательной, потому что взаимодействие между адсорбентом и адсорбируемым веществом может быть как сильнее, так и слабее взаимодействия между молекулами самого адсорбируемого вещества. Теплота адсорбции в последнем слое, однако, всегда больше, чем теплота конденсацпи, так как в дополнение к энергии взаимодействия между молекулами адсорбируемого вещества система, кроме того, теряет энергию при исчезновении поверхностей свободной жидкости. Верхний предел этой дополнительной потери энергии Q равен 2jS, где а — поверхностное натяжение и S — величина поверхности, покрытой молем адсорбированного вещества в виде мо-помолекуляриого слоя. Однако, обычно Q будет меньше, чем 2aS, потому что адсорбированные слои по свссп толщине могут не подходить точно к ширине капилляра. Так соотношение между шириной капилляра и толщиной адсорбированных молекул влияет на количество энергии Q и, следовательно, на величину константы g. [c.249]

Исследование уравнений гл. "П показывает, что энергия взаимодействия между молекуло и поверхностью в явном виде не содержит температуры. Так как входящие в уравнение члены не сильно зависят от температуры, то мы должны ожидать, что теплота адсорбции, по крайней мере в первом приблп-жении, не должна зависеть от температуры. Тем не менее в уравнениях имеются факторы, которые могут вызывать либо рост, либо уменьшение теплоты адсорбции с ростом температуры. Наиболее важным является фактор, содержащий г , который встречается [c.352]

Характерной особенностью поверхностного слоя является его неавтономность в отличие от автономности объемных фаз, в связи с чем надо учитывать взаимодействия между молекулами поверхности ного слоя и объемных фаз. Поэтому, например, при отсутствии адсорбционного равновесия свободная поверхностная энергия поверхностного слоя зависит не только от его состава, но и от состава объемных фаз. В этом случае формулировка локального равновесия возможна при введении вторичных химических потенциалов [22], которые отражают зависимость свободной поверхностной энергии на единицу поверхности 1 от числа частиц в единице объема оорта ь в объемной фазе ос, [c.194]

Рассмотрим кратко влияние этих факторов иа адсорбцию на границе ядро — дисперсионная среда. Если дисперсная фаза (например, асфальтены) и диснерсионная среда (парафины) ре.зко различаются по полярности, взаимодействие между ними незначительно. В этом случае элементы структуры дисперсной фазы находятся в состоянии, аналогичном модели ССЕ по Ленгмюру (гтах, Лт ,,) система склонна к расслоению. Поверхности с высокой поверхностной энергией легко адсорбируют алканы с образованием монослоя с низкой поверхностной энергией. Введение в систему аренов или других аналогичных добавок изменяет обстановку. Изменения наступают в результате влияния растворения на баланс сил в системе и в конечном счете на размеры гик ССЕ. Поскольку парные взаимодействия между молекулами алканов и аренов слабее, чем между молекулами аренов, то с поверхности ядер ССЕ удаляются алканы. В итоге формирую я активные ССЕ (с повышенной поверхностной энергией). Активные ССЕ обладают нескомиенсированной поверхностной энергиеС , что является движущей силой для роста размеров ССЕ. Все эти стадии схематически выглядят так [c.78]

Адсорбция является резул1>татом совместного действия различных видов взаимодействия между молекулой и поверхностью [которые для простоты трактуются (см. раздел IV, ) как различные силы, рассмотренные в разделе V] и сил отталкивания (см. раздел IV,4). При этом величина энергии адсорбции и расстояние между адсорбированной молекулой и поверхностью определяются характером происходящего взаимодействия, [c.69]