Адсорбционное равновесие газов

Константа адсорбционного равновесия К, так же как и константы равновесий различных реакций в газах или растворах. [c.446]

Количественную характеристику процессов адсорбции при равновесии дает графическое изображение объема адсорбируемого газа на единицу массы адсорбента в функции температуры или давления. Достижение адсорбционного равновесия зависит от парциального давления адсорбируемого газа, причем равновесие достигается тем быстрее, чем меньше парциальное давление. [c.221]

Как зависит константа адсорбционного равновесия Ь от температуры при адсорбции газа на твердом адсорбенте Напишите уравнение этой зависимости и объясните ее. [c.81]

Укажем также еще один нестационарно работающий элемент процесса, характерный для химической промышленности. Обычно нестационарно работает каждый двухфазный элемент процесса, в котором одна фаза течет через аппарат (конвективный поток), а вторая находится в неподвижном состоянии. Схема такого элемента процесса приведена на рис. 10-2. Примером может служить адсорбер с неподвижным слоем адсорбента. В аппарат колонного типа поступает поток, содержащий адсорбтив. Адсорбционное равновесие наступает медленно, причем в объеме аппарата можно различить два отдельных участка. Адсорбция начинается вблизи от входа потока, и здесь достигается равновесие между адсорбентом и потоком. На отдаленном от входа участке аппарата поток освобождается от адсорбтива (инертный газ или жидкость). Эти два участка связаны переходной зоной — так называемым фронтом адсорбции , в котором происходит резкое изменение концентрации адсорбтива она быстро уменьшается от входного значения со до нуля. Фронт адсорбции перемещается в адсорбере с определенной скоростью и доходит за определенный промежуток времени i до точки выхода потока из аппарата. Частное от деления высоты аппарата Ь на продолжительность прохождения i определяет скорость распространения фронта адсорбции [c.301]

Динамическая адсорбция. Все, что говорилось ранее об адсорбции, относилось к. случаю, когда адсорбция протекает в статических условиях, т, е, когда адсорбент адсорбирует молекулы из одного и того же объема газа вплоть до установления адсорбционного равновесия. Однако на практике большое значение имеет динамическая адсорбция, когда адсорбирующийся газ или смесь его с воздухом пропускают через слой адсорбента. Такие условия имеют место при работе установок, на которых проводится рекуперация паров растворителей из смеси с воздухом, при работе противогаза и т. д. [c.112]

Такое равновесие устанавливается, т. е. режим становится стационарным, лишь после того как молекулы реагирующего вещества постепенно вытесняют с поверхности катализатора газ (в нашем случае Нг), в среде которого ведется реакция. Установление адсорбционного равновесия на поверхности катализатора достигается в ходе перезаполнения поверхности катализатора исходными и конечными продуктами реакции, вытесняющими первоначально адсорбированный водород. Результаты, полученные в проточной системе, соответствуют состоянию катализатора, работающего в таком стационарном режиме. [c.149]

На величину адсорбции, а следовательно, и на константу адсорбционного равновесия оказывают существенное влияние как свойства твердой фазы—адсорбента (его химическая природа, размеры пор, состояние поверхности), так и свойства раствора, т. е. составляющих его компонентов. Что касается температуры, то ее влияние яа величину адсорбции из растворов значительно меньше, чем при адсорбции на твердой поверхности газов. Однако изменение температуры может влиять на величину и характер адсорбции из растворов в связи с изменением растворимости, если компоненты раствора ограниченно взаимно растворимы. [c.145]

Равновесие вещества в газовой фазе и в адсорбционном слое на поверхности адсорбента подобно равновесию газа в поле тяжести, только роль гравитационного поля играет поле адсорбционных сил, очень быстро убывающих с расстоянием от поверхности адсорбента. При адсорбции газов образуется мономолекуляр-ный адсорбционный слой толщина слоя определяется размерами молекул адсорбата и их ориентацией у поверхности. [c.439]

Исследования этих авторов по стационарному адсорбционному равновесию газов привели к выводу следующего дифференциального уравнения [c.214]

В книге излагаются основы теории газовой хроматографии теория адсорбционного равновесия газов и паров для процессо растворения в жидкости и адсорбции на твердых поверхностях, теория фронтального и проявительного методов. Описываются [c.8]

При сочетании динамических методов адсорбции с газовой хроматографией существенно повышается производительность установок. Это объясняется тем, что отпадает необходимость многократных контрольных взвешиваний образца до момента установления адсорбционного равновесия. Наибольшее распространение находит так называемый метод тепловой десорбции газов. Он заключается в следующем. В реактор с навеской катализатора, охлаждаемого в сосуде Дьюара жидким газом, подают смесь газа-носнтеля и адсорбера, из которой поглощается адсорбат. Уменьшение концентрации адсор- [c.81]

Молекулярно-статистические методы позволяют связать адсорбционный потенциал и, следовательно, константу адсорбционного равновесия К (Г) с параметрами взаимодействия молекул газа с поверхностными элементами матрицы мембраны [2]. В тех случаях, когда взаимодействие вызвано только дисперсионными силами, адсорбционный потенциал определяется минимумом потенциальной кривой, описывающей потен- [c.50]

В которой И — теплоты адсорбции I — химическая постоянная (для всех газов i = 3, для водорода г = 1,5). Справедливость этой формулы для адсорбционных равновесий показана М. И. Темкиным . [c.92]

Принцип хроматографического метода разделения основан на различии в адсорбции веществ, что обусловливается как природой адсорбируемых веществ, так и природой адсорбентов. Различные вещества на одном и том же адсорбенте адсорбируются в разной степени. Это можно представить и таким образом, что при адсорбционном равновесии они неодинаковое время находятся на поверхности адсорбента. Вещество, которое сильнее адсорбируется, дольше удерживается на поверхности адсорбента. Если смесь газов или жидкий раствор пропускать через слой адсорбента, то раньше будут выходить компоненты, которые сорбируются слабее. Б процессе прохождения через слой адсорбента смеси веществ [c.175]

Если данные по энтропиям указывают на то, что адсорбция носит локализованный характер, т. е. происходит на определенных участках, то это еще не означает, что адсорбированные молекулы остаются все время неподвижными. Сам факт существования адсорбционного равновесия между газом и адсорбированным слоем указывает на передвижение адсорбированных молекул вдоль поверхности. [c.92]

Образующаяся сернистая кислота диссоциирует на ионы Н+ и Н50 , которые диффундируют в водный объем. В связи с этим адсорбционное равновесие не достигается, поступающие из газовой фазы новые молекулы двуокиси серы, адсорбируются и снова вступают в реакцию. Процесс прекратится только тогда, когда установится равновесие по всем его стадиям. Весь процесс можно разбить на несколько стадий а) диффузия газа к поверхности воды б) адсорбция на поверхности воды в) химическая реакция и диссоциация г) диффузия в объем. Скорость процесса в целом определяется самой медленной его стадией. [c.41]

Как показали исследования, время пребывания молекул газа на поверхности твердого адсорбента очень мало они удерживаются на адсорбенте всего сотые и тысячные доли секунды и, десорбируясь, замещаются на новые частицы. В конечном итоге устанавливается динамическое равновесие между свободными и адсорбированными молекулами. Скорость достижения адсорбционного равновесия для разных газов неодинакова при адсорбции СОг па угле равновесие наступает через 20 с, при адсорбции Ог — через 2,5 ч, при адсорбции N2 — через 20 ч и т. п. Скорость адсорбции имеет [c.346]

Кинетика адсорбции. Адсорбционное равновесие в системе устанавливается в течение от долей секунды для газов до нескольких часов для растворов. [c.70]

Адсорбированные молекулы газа не сидят прочно на поверхности адсорбента они непрерывно обмениваются с молекулами в газовой сфере, при этом устанавливается динамическое адсорбционное равновесие. Каждая молекула задерживается в течение короткого времени на поверхности, затем в результате флуктуации энергии молекулы отрываются от активного центра, уступая место новой молекуле. [c.348]

Влияние времени, температуры и концентрации раствора. Адсорбция вещества из раствора идет медленнее адсорбции газа, так как уменьшение концентрации в граничном слое может восполняться только путем диффузии, происходящей в жидкости в общем довольно медленно. Для ускорения установления адсорбционного равновесия при этом часто применяют перемешивание системы. [c.141]

Рассмотрим сначала мономолекулярную реакцию, в которой на поверхности твердого тела претерпевает превращение одно газообразное вещество. В этом случае скорость реакции пропорциональна концентрации газа в адсорбированном слое или, что то же, доле занятой поверхности катализатора 0, т. е. d /dt = кв. Учитывая уравнение Лангмюра (XV.2) и допуская, что скорость установления адсорбционного равновесия превышает скорость химической реакции, получим [c.409]

Статический метод заключается в том, что адсорбент помещают в атмосферу газа или пара и после установления адсорбционного равновесия измеряют давление и количество поглощенного вещества. Адсорбция проводится в высоковакуумной установке, в которой из адсорбента перед опытом удаляются ранее адсорбирован-иые газы. [c.429]

Поток газа-носителя с низкой концентрацией адсорбата пропускают через колонну с адсорбентом, помещенную в термостат при температуре измерения изотермы адсорбции, как при фронтальной хроматографии. После установления адсорбционного равновесия находящийся на выходе из колонны дифференциальный детектор регистрирует равенство концентрации адсорбата в газе-носителе на входе в колонну с адсорбентом и на выходе из нее. Это равенство концентраций сохраняется в течение длительного времени. После этого определяют количество адсорбированного в колонне вещества методом тепловой десорбции, т. е. десорбируя при нагревании колонны все адсорбированное вещество и измеряя его количество с помощью калиброванного детектора и интегратора. Затем опыт повторяют при другой концентрации адсорбата в газе-носителе (при другой температуре его насыщения паром адсорбата в криостате) и таким образом получают изотерму адсорбции в области низких заполнений поверхности. [c.157]

На рис. 8.8 белыми точками представлена изотерма адсорбции пара -гексана на ГТС при комнатной температуре, полученная обычным вакуумным статическим методом. В области малых концентраций (давлений) гексана в газовой фазе эта изотерма круто поднимается, причем первые более или менее надежно измеренные точки дают величины Г не менее 0,2 мкмоль/м , что соответствует заполнению гексаном уже более 5—7% поверхности. Определить отсюда ход изотермы адсорбции в области более низких заполнений и константу Генри невозможно из-за ненадежности экстраполяции. Черными точками представлена та же изотерма адсорбции в области низких и средних заполнений поверхности ГТС, полученная описанным методом достижения адсорбционного равновесия с использованием насыщения газа-носителя паром гексана в криостате (для создания малых его концентраций) и тепловой десорбции для определения малых значений адсорбции. Из рисунка видно, что при этом можно исследовать изотерму адсорб- [c.157]

Обязательная стадия гетерогенных каталитических процессов — адсорбция реагирующих веществ на катализаторе. Рассмотрим газовую гетерогенную химическую реакцию в таких условиях, когда доставка реагентов к поверхности катализатора достаточно быстра и не лимитирует процесс. Будем считать, что в ходе процесса происходит лэнгмюровская адсорбция газа на поверхности твердого катализатора, что химическая стадия состоит в превращении одного газообразного вещества и протекает медленно, не нарушая адсорбционного равновесия, и что продукты реакции не тормозят процесс. Очевидно, скорость стационарно протекающей реакции должна быть пропорциональна степени заполнения поверхности катализатора 0 и давлению газа р. Поэтому, учитывая уравнение (XX.5), получим [c.275]

Основным физическим фактором, определяющим поведение адсорбированных газов, является адсорбционное равновесие. Теории, учитывающие лишь этот фактор, рассматривают так называемую равновесную хроматографию и не учитывают такие эффекты, как продольная диффузия, стеночный эффект и др. [c.280]

Физическая адсорбция протекает самопроизвольно. Адсорбтив стремится целиком занять всю поверхность адсорбента, но этому препятствует процесс противоположный адсорбции — десорбция, вызванный как и диффузия, стремлением к равномерному распределению вещества вследствие теплового движения. Для каждой концентрации адсорб-тива в окружающей среде существует состояние адсорбционного равновесия, аналогичного равновесию между конденсацией и испарением. Понятно, что чем выше концентрация адсорбтива, тем больше адсорбция. Для каждой температуры существует свое состояние равновесия. Влияние температуры на адсорбцию вполне согласуется с принципами ле Шателье — Брауна, поскольку десорбция, как процесс, обратный адсорбции, сопровождается поглощением тепла. Чтобы определить количество адсорбированного вещества, необходимо экспериментально найти, чему равно давление газа или концентрацию адсорбтива в сосуде, в котором происходит адсорбция, до адсорбции и после нее. Адсорбцию очень часто определяют также по привесу адсорбента. [c.36]

Ленгмюр принимает динамическую картину адсорбционного процесса адсорбированные молекулы газа не сидят прочно на поверхности адсорбента, а непрерывно обмениваются с молекулами в газовой фазе при этом устанавливается адсорбционное равновесие. Каждая молекула задерживается некоторое время на поверхности, поэтому последняя всегда частично покрыта адсорбционным слоем. Величина покрытия растет со средней продолжительностью пребывания молекул на поверхности, а последняя величина в свою очередь зависит от силы взаимодействия между адсорбционным центром и адсорбируемой молекулой. [c.286]

Изложенньпт метод позволяет определить наклон изостеры не только в области температур ниже критической (т. е. при Та Т ), но и в области температур выше критической (при Т > Ти, таким образом, дает разумный способ предвычисления изотерм адсорбции и термодинамических характеристик адсорбционного равновесия газа с микропористым адсорбентом при тедшературах Т Т по известной изотерме адсорбции пара того же вещества, измеренной при низкой температуре Т < Т Такое решение имеет преимущество по сравнению с решениями, предла- [c.394]

Повышение эффективности хроматографического разделения в значительной мере связано с оптимизированным по различным параметрам колонны приближением к термодинамической селективности. Поэтому весьма важна оптимизация выбора неподвижной фазы (адсорбента, растворителя) и элюента на основе качественной и по возможности количественной связи определяющих селективность констант термодинамического равновесия с характеристиками меукмолекулярного взаимодействия газовых и жидких растворов с адсорбентами. В простейших случаях неспецифического взаимодействия для этого используются молекулярно-статистические выражения удерживаемых объемов (констант адсорбционного равновесия) газов и паров через атом-атомные потенциальные функции взаимодействия атомов молекулы с атомами твердого тела в соответствующих валентных состояниях этих атомов. В статье приводятся результаты молекулярно-статистических расчетов удерживаемых объемов для ряда углеводородов на графитированной термической саже и в цеолитах. Дается оценка энергии специфического молекулярного взаимодействия при адсорбции, в частности энергии водородной связи, и рассматривается качественная связь селективности разделения с соотношением вкладов специфических и неснецифических взаимодействий в общую энергию адсорбции и с температурой. С этой точки зрения рассматриваются возможности использования в хроматографии атомных, молекулярных и ионных кристаллов, гидроксилированных и дегидроксилированных поверхностей окислов, модифицирующих монослоев и полимеров. Рассматриваются также некоторые возможности адсорбционной жидкостной молекулярной хроматографии с использованием соответствующего подбора геометрии и химии поверхности адсорбента, молекулярного поля (состава) элюента и температуры колонны. Приводятся примеры перехода от адсорбционных к ситовым гель-фильтрационным разделениям полимеров па микропористых кремнеземах. [c.33]

Весьма характерно, что можно быстро установить адсорбционное равновесие газов (в течение нескольких минут) вообще говоря, свойства газа при их поглощении в цеолитах подобны свойствам воды. Вода замещается газами в зависимости от степени дегидратации, причем между кривыми дегидратации и поглощения газа наблюдается отчетливая аналогия. В вакууме газы выделяются при сравнительно низких температурах. Наккен и Вольф, как это ни странно, не обнаружили положительного теплового эффекта абсорбции, который следовало было ожидать в результате адиабатического сжатия газа на поверхности адсорбирую- [c.666]

С. 3. Рогинский уделял большое внимание работам, посвященным применению хроматографии к исследованию кинетики и механизма каталитических реакций [1 —11]. Обычно выводы о кинетике и механизме реакции делаются на основании состава реакционной смеси на выходе из каталитического реактора по степени превращения а. В большинстве работ, например [1, 3—5, 11], предполагается, быстрое установление адсорбционного равновесия газ — твердое тело в ряде исследований были сделаны попытки учесть также кинетику адсорбции. Например, Рогинский и Розенталь [2], Чжан Су, Лоу Нань-цзюань, Чжан Да-юй [9], Хаттори и Мураками [7] и ряд других теоретически рассматривали вопрос о влиянии кинетики адсорбции на характер каталитического процесса, протекающего в хроматографических условиях. Некоторые новые результаты в этом направлении содержатся и в настоящей работе. Мы исходили из того, что существенную информацию [c.153]

Для случая адсорбции из смеси газов можно представить процесс в виде соответствующего числа адсорбционных равновесий типа (ХП1.16). Например, для случая двухкомпонентной смеси имеем [c.336]

Таким образом, в условиях равновесной хроматографии и при практически не адсорбирующемся И не сильно сжатом газе-носителе удерживаемый объем малой (нулевой) дозы адсорбата представляет собой константу Генри адсорбционного равновесия. Так как современные детекторы (пламенно-ионизационный, электроноза-хватный, масс-спектрометриче ский) обладают весьма высокой чувствитель-ностью (на уровне пикограммов), метод газовой хроматографии позволяет непосредственно измерить константу Генри. На рис. 7.3 показано, что время удерживания малых доз прак- -- [c.137]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология