Адсорбент поверхностное сродство

Прочность адсорбции прежде всего определяется свойством поверхности. Практически наиболее часто встречающийся случай — адсорбция твердых веществ — подробно исследован еще Лэнгмюром [26]. В твердых веществах только частицы поверхностного слоя могут взаимодействовать с посторонними молекулами. В отличие от аморфных веществ в кристаллах поверхностные силы сродства распределены равномерно по всей поверхности. Особого внимания заслуживают определенные места на поверхности адсорбента, в которых адсорбционные силы исключительно велики и часто даже качественно отличаются от адсорбционных сил на остальной поверхности. Эти активные центры часто оказывают отрицательное влияние на ход адсорбционных процессов разделения веществ, так как они способны исключительно прочно удерживать адсорбированные [c.321]

Регенерация адсорбентов при помощи растворителей может быть осуществлена по способу, предложенному еще в 1924 г. Л. Г. Гурвичем. Способ заключается в обработке адсорбента смесью двух растворителей, например бензола и спирта, бензола и ацетона, бензина и ацетона и т. п. Один из компонентов смеси — кислородсодержащее соединение (спирт, или альдегид, или кетой), обладая большим сродством к поверхностно-активной отбеливающей земле, вытесняет адсорбированные землей смолистые вещества. Второй компонент смеси, представляющий собой углеводород или смесь углеводородов, растворяет эти вытесненные смолистые вещества. Благодаря такому комбинированному действию смеси растворителей достигается практически полное восстановление отбеливающей способности адсорбента и он может быть использован многократно с неослабевающей эффективностью, чего нельзя достигнуть при регенерации обжигом. Не менее значительным преимуществом способа является то, что при регенерации крупки, применяемой при фильтровании через слой адсорбента, регенерацию можно вести в самой фильтровальной колонне без всякой перегрузки и транспортировки адсорбента. [c.320]

Пористая структура силикагеля, как и других гелеобразных адсорбентов, формируется также и в процессе сушки. Объем геля при сушке уменьшается в десять и больше раз. Упаковка частиц и пористая структура зависят от соотношения величины капиллярного давления и прочности скелета. Капиллярное давление определяется поверхностным натяжением интермицеллярной жидкости и ее химическим строением, характеризующим сродство жидкости к скелету геля. Прочность скелета геля связана с процессами старения геля, при которых происходит упрочнение связей между частицами. [c.196]

Логарифмы констант распределения в свою очередь, как известно, пропорциональны разности между сродством компонента к адсорбенту и его сродством к растворителю. Таким образом, коэффициент разделения определяется сродством разделяемых компонентов к адсорбенту, к растворителю и соотношением между коэффициентом активности компонентов в объеме и поверхностном слое. Отсюда следует, что из двух растворимых компонентов преимущественно будет адсорбироваться тот, который имеет большее сродство к адсорбенту и меньшее— к растворителю. Эта зависимость может искажаться в связи с изменением коэффициентов активности при изменении состава раствора. [c.182]

Активированные угли, будучи гидрофобными адсорбентами, обладают большим сродством к углеродной цепи, нежели к гидрофильным остаткам. В связи с этим при адсорбции из водных растворов группа ОН в адсорбированном слое обращена к растворителю. Согласно исследованиям А. Б. Таубмана [34], вещества симметричного строения (дикарбоновые кислоты и их эфиры, двухатомные спирты, углеводороды, гетероциклические соединения, углеводы, гидрофильные коллоиды, аминокислоты, высокомолекулярные соединения с симметрично построенными мицеллами, содержащие много полярных групп) ориентируются в адсорбционных слоях горизонтально. Такое расположение углеводородных цепей, погруженных в поверхностный слой растворителя, сохраняется при всех степенях насыщения. Асимметричные молекулы образуют вертикально ориентированные, конденсированные слои, лежащие цепями не внутри фазы, а на поверхности раздела. [c.149]

В свете всего изложенного независимость порядка сродства трехзарядных катионов явно акцепторного типа (см.ряды адсорбируемости), а также ионов элементов о -рядов типа Со или от природы поверхности кремнезема (акцепторной - рис.1 или анионной - рис.2) можно объяснить только тем, что интенсивность Jt-взаимодействия в связях 0 -Ме"этих ионов с поверхностью намного превышает описанные выше энергетические изменения кратности поверхностных силоксановых связей. Именно по этой причине сорбируемый акцепторный ион и не способен чувствовать" природу обменного иона, отделенного от него цепочкой силоксановых связей и определяющего, как было показано ранее, анионный или акцепторный характер поверхности кремнеземистого адсорбента. [c.199]

В лаборатории автора [66] были выполнены спектральные измерения поверхностной окраски различных адсорбентов, на которые адсорбировались пары хинона в условиях высокого вакуума в отсутствие растворителя. Мы ожидали получить ион-радикалы этих соединений, обладающих значительным сродством к электрону, адсорбируя нейтральные молекулы из газовой фазы на поверхность полупроводника с избытком электронов, подобного ZnO. [c.269]

Величина адсорбции характеризуется количеством вещества, поглощенного 1 м поверхности или 1 г адсорбента, и измеряется в моль/м или в моль/г. Различают два типа адсорбционных процессов физическую и химическую адсорбцию (хемосорбцию). Первый тип адсорбции обусловлен силами межмолекулярного взаимодействия (силами Ван-дер-Ваальса) между молекулами адсорбирующегося вещества и атомами поверхности. Второй тип адсорбции обусловлен силами химического сродства. При физической адсорбции молекулы на поверхности сохраняют в основном свои химические свойства. В этом случае процесс адсорбции можно уподобить конденсации вещества на поверхности твердого тела. При хемосорбции происходит ослабление химических связей, частичный или полный распад молекулы на атомы или радикалы с образованием поверхностных соединений с твердым телом. Хемосорбированные молекулы часто обладают высокой реакционной способностью и могут выступать в качестве промежуточных соединений в каталитической реакции. В некоторых каталитических реакциях скорость адсорбции определяет скорость всего процесса в целом. [c.217]

Каолинит состоит из повторяющихся октаэдральных алюминиевых и тетраэдральных кремниевых слоев, поддерживаемых вместе водородными связями между гидроксильными группами из алюминиевого слоя на поверхности и кислородными атомами кремниевой поверхности на противоположной стороне слоя (рис. 2.9). Эти связи относительно сильные, в результате чего предотвращается гидратация между слоями и формируется слоистая структура. Удельная поверхность каолинита 10-40 м /г. Благодаря своей структуре каолинит отличается низкой пластичностью, низкой водоудерживающей способностью и набухаемостью. Его высокое сродство к молекулам воды обусловливает относительно малую потерю воды (только 7%) в ходе высушивания при 105 °С. Из-за ограниченной поверхностной активности и сродству к воде каолинит - относительно плохой адсорбент. [c.127]

В связи с тем, что в реальных условиях адсорбция из растворов, как правило, протекает не на чистом металле, а на металлической поверхности со следами воды и пленками окисла, было проведено [15,1в] сравнительное изучение поверхностной активности органических спиртов различной длины цепи на чугуне, а также восстановленном и окисленном io -Fe2ffJ ) желеве. Результаты опытов показали, что тепловые эффекты на чугуне меньше, чем на железе. Это указывает на малое сродство полярных групп (ОН) к чугуну, который обладает низкой по сравнению с другими исследованными адсорбентами поверхностной энергией. [c.30]

Адсорбцию можио рассматривать как взаимодействие молекул адсорбата с активными центрами поверхности адсорбента. Такое рассмотрение этого явления оказалось достаточно общим и удобным, особенно для адсорбции на твердых адсорбентах, когда возникают трудности в экспериментальном определении межфазного натяжения. Кроме того, такая интерпретация адсорбции открывает возможность нсслелвдвания природы адсорбционного взаимодействия. Если отсутствует химическое взаимодействие адсорбата с адсорбентом, то адсорбция, как правило, является результатом самопроизвольного уменьшения поверхностной энергии системы, выражающегося в компенсировании поля поверхностных сил. При наличии специфического сродства адсорбата к адсорбенту, адсорбция возможна вследствие самопроизвольного уменьшения энергии Гиббса всей системы, что может привести даже к увеличению поверхностной энергии. Это возможно в том случае, если изменение химической составляющей энергии Гиббса системы больше изменения поверхностной энергии. При химической адсорбции между адсорбентом и адсорбатом образуется химическая связь, и их индивидуальность исчезает. [c.108]

Логарифмы констант распределения, как известно, нропорцио-нальиы сродству компонентов к адсорбенту. Таким образом, логарифм коэффициента разделения определяется разностью между сродствами разделяемых компонентов к адсорбенту и, кроме того, соотношением между коэффициентами активности компонентов в объеме и поверхностном слое. Отсюда следует, что нз смесн двух [c.153]

Как показывает название, в основе адсорбционной хроматографии лежит адсорбция разделяемых веи еств на твердой поверхности выбранного адсорбента. Адсорбция обусловлена или физическими ван-дер-ваальсовыми силами межмолекулярного взаимодействия в системе адсорбат—адсорбент (молекулярная хроматография), или силами химического сродства, действующими, например, в процессе реакции при обмене ионов разделяемых компонентов на поверхностные ионы применяемого ионообменного адсорбента (ионообменная хроматография). В обоих случаях главным условием для осуществления разделения должно быть различие энергии адсорбции разделяемых веществ, что равносильно различию коэффициентов адсорбции. [c.11]

Все вышесказанное подтверждает, что адсорбция из растворов — это сложный процесс, за.висяпдий как от взаимодействия молекул растворенного вещества и растворителя между собой в объемной и поверхностной фазах, так и от их взаимодействия с адсорбентом. Специфическую роль каждого нз этих факторов трудно охарактеризовать глубже, чем это было сделано при обсуждении правила Траубе. Вообще говоря, если между адсорбентом и адсорбатом образуются водородные связи, адсорбционная постоянная К достигает больших значений. Киплинг [17] приводит примеры относительно высокого сродства силикагеля к нитро- и нитрозопроизводным дифениламина и. -этиламииа [18] и значительно более сильной адсорбции фенола на активном угле по сравнению с его ди-орго-ироизводными грег-бутилового спирта [19]. Следует отметить, что поверхность многих активных углей частично окислена. Так, сферой 6 содержит на поверхности атомы кислорода [20], на которых спирт адсорбируется предпочтительнее, чем бензол. Однако после обработки при 2700 °С, приводящей к образованию гра-фона, адсорбируется преимущественно бензол [21]. Ароматические соединения проявляют тенденцию к преимущественной адсорбции на алифатических группах, например на поверхности углерода, что, по-видимому, обусловлено л-электронным взаимодействием, или, другими словами, высокой поляризуемостью ароматических групп. В случае массивных ароматических молекул эта тенденция ослабляется, возможно, вследствие увеличения расстояния между ароматической группой и поверхностью адсорбента [19]. Такие высокомолекулярные вещества, как сахар, красители и полимеры, больше склонны к адсорбции, чем их более легкие аналоги. Порядок элюирования из хроматографических колонок обычно является обратным по отношению к величинам К, характеризующим адсорбционную активность вещества. Таким образом, даже основываясь на качественных хроматографических данных, имеющихся в литературе, можно сравнивать адсорбционные свойства различных веществ. Данной теме посвящено множество обзоров, например обзор Негера [22]. [c.315]

Поверхностная адсорбция — наиболее вероятный механизм удаления большинства загрязняющих веществ летучей золой. Это можно предполагать на основании того, что основные компоненты летучей золы — это адсорбенты, часто используемые в жидкостной хроматографии. Летучая зола лучше адсорбирует анионы, чем катионы [25J. Однако некоторые высокозарядные катионы со сродством к гидроксильным группам (например, Ре + и А1 +) тоже хорошо сорбируются летучей золой. Тут происходит взаимодействие с поверхностью гидратированных РегОз и AI2O3. Удаление полиэлектролитов летучей золой аналогично удалению. взвешенных твердых частиц гуминовой кислотой. В обоих случаях твердые частицы связываются полианионами в агрегаты, которые отстаивают или отфильтровывают. Использование летучей золы для очистки воды дает дополнительное преимущество — улучшает фильтруемость осадка [17—19]. [c.268]

Если все активные центры адсорбента энергетически однородны, что бывает очень редко, а комплексы однородны по составу, то сорбцию комплексов на поверхности можно рассматрнвать как равновесие комплекс-Ь активные центры поверхностный комплекс, в котором константа равновесия п соответственпо энергия адсорбции hQ является мерой сродства комплекса к адсорбенту. [c.11]

При малых давлениях закономерности адсорбции в макропористых и переходнопористых адсорбентах, как и для адсорбции на ровной поверхности, определяются, главным образом, лоиродой взаимодействующих компонентов (адсорбента и адсорбата). Чтобы увеличить адсорбцию, подбирают адсорбенты, полученные из веществ, имеющих большее сродство к данному адсорбату. Микропористая структура обеспечивает резкое увеличение адсорбционного потенциала вследствие перекрытия поверхностных сил. Поэтому для увеличения адсорбционной способности адсорбентов при малых давлениях изменяют их структуру, превращая их в микропористые тела. Показательным примером является активирование углей можно получать активные угли с широким спектром размеров пор. [c.171]

Влияние добавленных электролитов по-разному сказывается на адсорбции полюлектролитов. Во первых, из-за экранирования заряда полиэлектролита они изменяют вклад электростатической компоненты энергии адсорбции с ростом ионной силы раствора конформация ПЭ в поверхностном слое все в большей мере будет приближаться к конформации неионного полимера. Во-вторых, добавленный электролит подавляет взаимное отталкивание сегментов полиэлектролита, что способствует образованию толстого адсорбционного слоя. В-третьих, когда сегменты связаны с поверхностью только электростатически, энергия (сила) связи макроиона с адсорбентом может быть сильно уменьшена при введении электролита в пределе может происходить даже десорбция ПЭ, т. е. ионы электролита как бы вытесняют из адсорбционного слоя полиэлектролит [60]. В-четвертых, если одноименно заряженный полиэлектролит не адсорбируется из-за того, что химическое сродство сегментов к адсорбенту недостаточно для преодоления электрических сил отталкивания, то добавление электролита может способствовать адсорбции полиэлектролита вследствие экранирования зарядов и изменения вклада электрической составляющей в энергию адсорбции сегмента х - Согласно теории полиэлектролит ведет себя при адсорбции как неионный полимер лишь в концентрированных растворах электролитов (порядка 1—5 моль/л), что во много раз больше, чем требуется [c.50]

Пестициды, вносимые в почву, утрачивают часть активности благодаря адсорбции их почвенными коллоидами. Степень адсорбции большинства пестицидов во многом зависит от содержания гумуса в почве. Большинство инсектицидов и почвенных гербицидов сильнее адсорбируются перегнойной почвой, чем суглинком и супесью. При адсорбции пестицидов важное значение имеет адсорбционная поверхность почвы и степень сродства ее данному пестициду (величина поверхностной энергии). Например, производные триазина легко адсорбируются отрицательно заряженными почвенными коллоидами благодаря катионному обмену. Сродство молекул этих гербицидов к органическому веществу почвы выше, чем к неорганическим глинным минералам, несмотря на почти равные удельные поверхности. Важное значение при этом имеет происхождение органического вещества. В отдельных фракциях перегноя — гумине, гуминовых кислотах и фульвокислотах — емкость адсорбции пестицидов снижается в соответствии с порядком перечисления адсорбентов. Симазин и атразин очень сильно адсорбируются также активированным углем. [c.52]

Новый подход к истолкованию механизма и оценке избирательности сорбции катионов кремнеземами, базирующийся на учете особенностей электронного строения силоксановой связи - основного структурного элемента кремнеземистых адсорбентов, был предложен. [а.тг]. в этих работах на основании анализа литературных данных [гъ-гъ и др было высказано предположение, что сродство катионов к поверхности кремнезема должно определяться - наряду с электростатическими силами - характером распределения электронной плотности в поверхностных группировках 81—0 Ме" между атомами кремния и ионом металла Ме" . Это предположение было проверено и качественно подтверждено опытами по сорбции большого числа ионов металлов главных подгрупп 1-Щ групп периодической системы и катионов переходных элементов с и f -рядов на кальциевой форме силикагеля с основными (электронодонорными) обменными ионамиСа Чтобы правильно судить об общности развитых в 21,2 представлений, МЫ считали необходимым проверить их и на других ионо- [c.193]

При неспецифической адсорбции эта химическая полярность отсутствует. Химическое сродство между адсорбентом и адсорб-тивом часто трудно распознать поглощение посторонних веществ, например газов или паров, на адсорбентах с большой поверхностью происходит таким образом, что вначале имеет место неполное заполнение, но постепенно плотность адсорбата возрастает и наконец образуется более или менее законченная мономолекулярная поверхностная пленка. По общепринятым представлениям такие дефекты решетки (Френкель, Шоттки), как углы и края, в адсорбенте представляют собой места наиболее ярко выраженной связи. В этих местах начинает происходить адсорбция за счет остаточных валентностей. Если поглощение вещества продолжать при повышении его концентрации или понижении температуры, то образуются последующие слои адсорбата. В случае хорошо адсорбирующегося вещества, представляющего собой пары легко конденсирующейся жидкости, адсорбционная связь может перейти в так называемую капиллярную конденсацию при дальнейшем поглощении и повышающемся давлении насыщенного пара имеет место постепенное заполнение пор адсорбента ожиженным паром как в узких, так и в широких порах. Очевидно, что при образовании мономолеку-лярной пленки адсорбционная способность для данной поверхности адсорбента определяется размерами адсорбируемой молекулы, в то время как при капиллярной конденсации поглотительная способность адсорбента (адсорбционная емкость) ограничивается объемом молекул адсорбируемого вещества. Следует добавить, что при таком виде адсорбции не имеет места ориентировка вещества на внешней или внутренней поверхности адсорбента, причем проявляется межмолекулярное взаимодействие также и между молекулами адсорбата. [c.24]

Относительные концентрации различных промежуточных иопов зависят от того, как влияет поверхность или адсорбат как кажущийся донор или как кажущийся акцептор электронов. Волькендхтейн [47] рассмотрел относительные концентрации сильно связанных поверхностных частиц, участвующих в переносе электронов, и выразил их через химический потенциал, зависящий от относительной величины потенциала ионизации и электронного сродства поверхности и адсорбата. Аналогичные соотношения для хемосорбированных промежуточных ионов можно вывести и для окисного и закисного соотношений металла-адсорбента и нейтральных молекул адсорбата. Поскольку, по-видимому, здесь не имеют места ни перенос электронов, ни образование связи с поверхностью путем создания общей орбитали, промежуточные ионы слабо связаны и легко удаляются при откачке. [c.408]

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]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология