Адсорбция фазовое равновесие

В газожидкостных системах основным фактором, определяющим удерживание компонента в колонке, является энтальпия растворения, а н газоадсорбционных системах — энтальпия адсорбции. Фазовое равновесие в данных системах описывается изотермой сорбции (адсорбции или растворения). Для приготовления высокоэффективных колонок выбор хроматографической системы [c.225]

Упругость паров серы над катализатором с увеличением времени от начала фазы адсорбции существенно возрастает (рис. 4.35). При этом рост давления паров тем больше, чем меньше в катализаторе объем микропор, а сама упругость паров и, соответственно, потери серы тем ниже, чем меньше радиус микропор. Унос паров в условиях фазового равновесия с серой, заполняющей поры катализатора, умень- [c.163]

Отсюда следует, что предъявляемые к носителям требования связаны с обеспечением условий фазового равновесия, селективности, с отсутствием побочных эффектов в процессе разделения. Аналогичные требования предъявляются к процессу адсорбции. Важно иметь в виду, что применение этих способов обычно предполагает дополнительную стадию — стадию регенерации носителя. В случае ректификации (азеотропно-экстрактивной, экстрактивной, азеотропной) и экстракции это декантация или обычная ректификация, а в случае абсорбции и адсорбции — десорбция. По- [c.91]

Кинетика адсорбции и фазовое равновесие 11,4-41.5 [c.220]

Такие широко известные методы разделения, как дистилляция, кристаллизация, экстракция и адсорбция основаны на изменении фазовых равновесий. В этих процессах молекулы веществ, образующих смесь, переходят через границу раздела, стремясь к такому распределению между фазами, при котором в каждой из них устанавливается постоянная равновесная концентрация. [c.7]

Коэффициент адсорбции Г и коэффициент распределение К — термодинамические константы фазового равновесия, Поэтому для них справедливы уравнения [c.192]

Курс физической и коллоидной химии изучается после курсов физики, математики, неорганической, аналитической и органической химии, поэтому в учебник не вошли или изложены весьма кратко некото-< рые разделы этих дисциплин. Так, конспективно написаны Агрегатные состояния вещества , Основы химической термодинамики , Фазовые равновесия и растворы . В то же время подробно изложен материал по химической кинетике, адсорбции и поверхностным явлениям, структурообразованию в дисперсных системах, микрогетерогенным системам, высокомолекулярным соединениям и их растворам, коллоидным поверхностно-активным веществам. Это обусловлено важностью указанных тем для понимания физико-химических и коллоидно-химических основ технологических процессов пищевой промышленности. Многие законы и положения физической и коллоидной химии иллюстрируются примерами из различных пищевых производств. [c.7]

Физические методы разделения основаны на использовании кинетических явлений или фазовых равновесий. Фазовые равновесия лежат в основе таких методов разделения, как дистилляция, сублимация, кристаллизация, экстракция и адсорбция из газообразной или жидкой фазы. В этих процессах молекулы разделяемых веществ постоянно переходят через границу раздела фаз в обоих направлениях, причем они стремятся к такому состоя- [c.9]

Вследствие существенных различий между углеводородами и водой в отношении их адсорбционных характеристик и фазовых равновесий пар — жидкость на установках осушки газа твердыми адсорбентами наряду с высокой полнотой удаления воды достигается лишь сравнительно низкая степень извлечения углеводородных жидкостей. Разработка в последнее время эффективных и экономичных процессов извлечения и выделения в первую очередь углеводородов, при которых осушка является лишь побочным процессом, привела к широкому внедрению адсорбции как важного процесса производства газового бензина [10, И, 14, 25, 28, 31]. [c.30]

Соприкосновение фаз неизбежно приводит к обмену между ними веществом и энергией с установлением фазового равновесия. В случае электрохимических процессов из фазы в фазу переходят не нейтральные молекулы, а электрически заряженные частицы, например, обмен катионами металла между электродом и раствором. При этом в поверхностных слоях каждой из фаз возникают электрические заряды, равные по величине, но противоположные по знаку. Образуется так называемый двойной электрический слой, разность потенциалов между обкладками которого вызывает скачок потенциала на границе между фазами. Скачок потенциала и двойной электрический слой могут возникнуть и на поверхности неметаллического твердого тела, даже на поверхности коллоидной частицы, например, за счет избирательной адсорбции из раствора ионов одного знака. В отличие от не имеющей толщины межфаз-ной границы, межфазная область в электрохимических системах имеет некоторую протяженность. Существуют две межфазные области - одна протянувшаяся от электрода в сторону электролита и отличающаяся от основной массы раствора, и другая, протянувшаяся от поверхности электрода внутрь него, отличающаяся от основной массы электрода. [c.103]

Рис. 1Х-11. Диаграммы фазового равновесия газ (пар)—твердое (изотермы адсорбции)

Степень и избирательность адсорбции из смесей зависит от химической природы жидкостей и твердых веществ, а также от физических условий, определяемых температурой и давлением. Равновесие устанавливается между объемной жидкой фазой и адсорбированной жидкой фазой, последнюю можно рассматривать как существующую в двух измерениях, на свойства которой влияет природа поверхности твердого вещества. Если поведение фаз неидеально, эти виды фазового равновесия, как и любые другие, количественно можно выразить через коэффициенты фугитивности и активности. Влияние природы поверхности твердого вещества на адсорбцию удобнее всего рассмотреть на примере силикагеля. Способность силикагеля адсорбировать углеводороды убывает в следующем ряду многоядерные ароматические соединения > соединения бензольного ряда > диолефины > парафины. При адсорбции на активных углях этот порядок нарушается. На рис. 9.1 показано влияние температуры и давления, а также природы [c.443]

Фазовые равновесия при адсорбции. Максимальное количество вещества поглощается при установлении равновесия между твердой и подвижной фазами. Условия этого равновесия описываются [c.503]

Предложено большое число других уравнений, описывающих условия фазового равновесия при адсорбции. Эти уравнения основаны на различных моделях механизма этого процесса. [c.507]

Все методы разделения основываются на определенных термодинамических свойствах компонентов и их смесей. Важную роль в данном случае играют законы о фазовом равновесии различного типа. Так, например, ректификация базируется на законах о фазовом равновесии системы жидкость-пар, экстракция - жидкость-жидкость, адсорбция — газ-твердое тело или жидкость-твердое тело, абсорбция - газ-жидкость и т. д. Кроме того, для расчета аппаратов широко используют ряд физико-химических свойств компонентов и их смесей таких, как вязкость, плотность, поверхностное натяжение, теплопроводность, теплоемкость и др. Все эти свойства, за небольшим исключением, зависят от состава [c.147]

Автор не исключает, что в жидких системах имеются еще новые типы фазовых равновесий, которые предстоит открыть и, возможно, использовать. Наиболее перспективными в этом отношении являются системы из сжиженных газов, системы с веществами, способными вступать в химические взаимодействия (обратимые или необратимые) интерес представляют и различные комбинации экстракции с дистилляцией, экстрактивной дистилляцией, экстрактивной выпаркой, образованием продуктов присоединения, адсорбцией и т. д. Примеры всех этих случаев уже известны и находят практическое применение. [c.13]

Таким образом, по данным газо-жидкостной хроматографии представляется возможным рассчитывать коэффициенты активности компонентов в бесконечно разбавленных растворах. Это имеет очень важное практическое значение, поскольку эти величины весьма затруднительно определять другими методами. Нужно, однако, учитывать, что в изложенных выше рассуждениях рассматривается система газ — носитель — летучий компонент — неподвижная фаза, нанесенная на насадку, т. е. предполагается, что твердый носитель является инертным и не оказывает никакого влияния на фазовое равновесие в указанной системе. Как показывает практика, это условие не всегда выполняется. На поверхности носителя возможна адсорбция компонентов исследуемых смесей, оказывающая большое влияние на условия их равновесного распределения между газовой и неподвижной фазами. Это приводит к существенным отклонениям коэффициентов активностей летучих компонентов в бесконечно разбавленных растворах в малолетучих растворителях, найденных по данным газо-жидкостной хроматографии, от значений, определенных другими методами. Наибольшее влияние адсорбции на поверхности носителя обнаруживается при использовании для хроматографических экспериментов жидких фаз, полярность которых значительно меньше полярности исследуемых летучих веществ. Это влияние проявляется в асимметричности хроматографических пиков (появление адсорбционных хвостов ), а также в изменении удерживаемого объема с изменением величины вводимой пробы. Отмеченные явления обусловлены нелинейностью изотерм адсорбции на твердых поверхностях и обнаруживаются при использовании обычно применяемых носителей — кизельгура, огнеупорного кирпича, силикагеля, окиси алюминия, целита, пористого тефлона. [c.61]

Все физические методы разделения веществ основаны на использовании кинетических явлений или фазовых равновесий. Фазовые равновесия лежат в основе таких методов разделения, как дистилляция, сублимация, кристаллизация, экстракция, адсорбция из газообразной или жидкой фазы и т. д. При этом молекулы разделяемых веществ постоянно переходят через границу раздела фаз в обоих направлениях, стремясь к такому состоянию распределения, при котором, несмотря на продолжающееся движение молекул через границу, в каждой фазе устанавливается постоянная концентрация составляющих смесь веществ. Если разделяемые компоненты мало различаются в отношении свойств, которые для выбранного метода разделения являются решающими (например, давление пара, растворимость или размеры молекул), то концентрирования веществ в одной из фаз практически не происходит. В этом случае достаточного разделения можно достигнуть путем многократного повторения элементарного акта разделения. Наглядным примером такого процесса, в частности лежащего и в основе хроматографии, может служить многократная экстракция. [c.92]

Адсорбенты характеризуются поглотительной, или адсорбционной, способностью активностью), а также селективностью. Селективность — избирательность поглощения компонентов разделяемой смеси — в значительной мере определяется фазовым равновесием процесса адсорбции. [c.387]

ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ ПРИ АДСОРБЦИИ [c.388]

Фазовое равновесие при адсорбции. В капиллярно-пористых материалах, к числу которых относятся промышленные адсорбенты, распределяемые между фазами вещества удерживаются адсорбционными и капиллярными силами. При этом системам капиллярнопористый материал - пар присущи следующие [c.469]

Газохроматографические системы в соответствии с типом используемых неподвижных фаз подразделяются на газо-жидкостные и газо-твердофазные. В газо-жидкостных системах энтальпия растворения является основным фактором, определяющим удерживание компонента в колонке, в газо-адсорбциоиных системах таким фактором является энтальпия адсорбции. Фазовое равновесие в данных системах описывается изотермой сорбции (адсорбции или растворения). Для приготовления высокоэффективных колонок выбор хроматографической системы должен проводиться с учетом требования линейности изотерм адсорбции. Использование нелинейных изотерм вызывает искажение формы пиков (рис. 10.1), что приводит к ухудшению разделения (уменьшение эффективности колонки) и более сложному количественному представлению хроматограмм (часть пиков остаются неразрешенными). [c.155]

Системы газ—твердое. Пористые твердые тела обладают способностью поглощать (сорбировать) газы, пары, жидкости или отдельные компоненты их смесей. При этом поглощаемые газы, пары и жидкости могут химически взаимодействовать с твердым веществом или не вступать с ним в реакцию. Во всех случаях между поглощаемой средой и поглотителем с течением времени устанавливается фазовое равновесие, т. е. поглотитель достигает в данных условиях предельного насыщения и процесс массообмена прекращается. Количество вещества, поглощаемое одним килограммом поглотителя по достижении равновесия (а кг/кг), зависит от природы поглотителя и поглощаемого вещества, концентрации последнего х (или от его парциального давления в случае парогазовой смеси) и от температуры процесса t. Кривая, выражающая зависимость а = f (х) при t = onst, носит название изотермы адсорбции, или линии фазового равновесия. [c.440]

Равновесие бинарных смесей удобно представить в виде диаграммы х—у, которая выявляет сходство ад-сорбиционного равновесия с другими видами фазового равновесия (рис. 9.2). Если полученные кривые в достаточной степени симметричны, их можно описать уравнением адсорбции, в котором относительная летучесть (а) является константой [c.446]

Закономерности процессов сушки определяются закономерностями одновременно протекающих тепло- и массопередачи. Поэтому сушка является тепломассообменным процессом. От скорости распространения теплоты в материале зависит интенсивность испарения находящейся в нем влаги, а транспорт образовавшегося пара из материала в окружающую среду определяется скоростью переноса вещества в материале. Влажность материала характеризуют влагосодержанцем и — отношением массы влаги, содержащейся во влажном материале, к массе содержащегося в нем сухого вещества. Так же характеризуют содержание влаги в окру-, жающей среде (воздухе). Влагосодержание воздуха х — это масса влаги, приходящаяся на единицу массы абсолютно сухого воздуха. При определенной температуре материал, находясь в равновесии с окружающей средой, имеет определенное влагосодержание, зависящее от влагосодержания окружающей среды. Связь влагосодер-жаний материала и воздуха изображается в виде изотермы адсорбции. Описание условий фазового равновесия в процессах сушки не отличается, таким образом, от рассмотренного выше применительно к процессам адсорбции. [c.523]

В соответствии с основными соотношениями, рассмотренными в гл. I, константа Генри пропорциональна удерживаемому объему. Исходя из этого, можно сделать два вывода, важных для практического применения газоадсорбционной хроматографии а) логарифм удерживаемого объема пропорционален энергии взаимодействия и обратно пропорционален абсолютной температуре б) так как необходимы.м условием газохроматографического разделения является быстрое и обратимое установление фазового равновесия, то обычно газохроматографический процесс базируется только на физической адсорбции (а не хемосорбции), при которой адсорбированные молекулы сохраняют свои индивидуальные свойства. При хемосорбции вследствие значительной энергии взаимодействия с адсорбентом, которую можно сравнить по порядку величин с теплотой химической реакции, десорбция молекул сильно замедлена. [c.297]

Чаще всего носителями служат диатомиты (табл. 10.6). Эти носители состоят главным образом из Si02 (примерно 90%), и вследствие этого на их поверхности содержится значительное количество гидроксильных групп, что определяет высокую адсорбционную активность диатомитов, особенно по отношению к полярным соединениям. Результирующее фазовое равновесие в колонке, заполненной диатомитом, определяется двумя процессами растворением в жидкой фазе и адсорбцией на подложке. Поскольку количество вещества, адсорбированного на твердой поверхности, обычно не прямо пропорционально концентрации, то адсорбцию необходимо подавить по возможности полнее. С этой целью поверхность носителя химически модифицируют. [c.189]

ТЕРМОДИНАМИКА ХИМИЧЕСКАЯ — раздел термодинамики, являющийся в то н е время разделом физич. химии, посвящеиньи изучению зависимосте термодинамич. свойств различных веществ от их состава, строения и условий существования, а также термодинамич. рассмотрению явлений, относящихся к области химии. К этим явлениям относятся хпмнч. реакции н фазовые переходы (растворение, испарение и кристаллизация чистых веществ и растворов и обратные им процессы), адсорбция и т. д. Важнейшими направлениями развития Т. х. являются термохимия, учение о химических и фазовых равновесиях, учение о растворах, в частности растворах электролитов, теория электродных процессов, термодинамика поверхностных явлений и др. [c.48]

Единственной поэтому представляется мысль превратить газ-носитель в более активного участника хроматографического процесса, с тем чтобы природа элюента и параметры его работы наряду с природой и параметрами работы неподвижной фазы стали факторами, воздействующими на удерживание, селективность, эффективность разделения, симметрию зон сорбатов и, в определенной степени, на чувствительность определения. Это достигается путем использования в качестве элюентов разнообразных полярных и неполярных газов и паров, повышенных давлений и высоких скоростей, отвечающих турбулентному режиму. Неидеаль-ность элюента, определяемая его природой и давлением, вызывает повышенную растворимость сорбата, сдвиг фазового равновесия в сторону увеличения концентраций вещества в газовой фазе (увеличение Сг и, следовательно, уменьшение Г и Г ), что приводит к уменьшению удерживания и изменению селективности (так как растворяющая способность неидеальной газовой фазы по-разному проявляется в отношении сорбатов различной химической природы). Если условия работы элюента превышают критические, то он становится сверхкритическим флюидом и, сохраняя подвижность, близкую к подвижности газа, становится прекрасной растворяющей средой как для летучих, так и для нелетучих веществ, позволяя тем самым расширить круг анализируемых объектов и включить в него, например, полициклические ароматические углеводороды и полимерные соединения [1]. Сдвиг фазового равновесия происходит также вследствие взаимодействия элюента с неподвижной фазой в результате адсорбции элюента адсорбентом или растворения в неподвижной жидкости. Удерживание сорбатов и селективность такой многокомпонентной сорбирующей среды может регулироваться путем изменения давления и изменения состава элюента (если он состоит из нескольких веществ). Взаимодействие молекул элюента с активными центрами твердого носителя дает возможность устранить влияние [c.7]

Если считать, что точное значение абсолютной величины удерживания должно отвечать коэффициенту распределения бесконечно малого количества сорбата в системе идеальный газ—неподвижная жидкость (или коэффициенту адсорбции в системе идеальный газ—адсорбент), определенному прецизионным статическим методом, то факторы (а), сдвигающие фазовое равновесие, обусловливают систематические погрешности результатов эксперимента, в связи с чем требуется процедура экстраполяции или работа с очень малыми (либо достаточно большими, см. ниже) пробами, легкими газами-носителями при невысоких давлениях и высокими процентадп пропитки неподвижными жидкостями инертных [c.47]

В качестве ПАВ для исследования бцли взяты сульфонаты нефти. Для изучения структуры таких мицеллярных растворов применялись различные физико-химические методы, такие, как кондуктометрия, светорассеяние, поверхностное натяжение, вискозиметрия и ЯМР высокого разрешения. Было показано, что минимум межфазного натяжения и максимум электрофоретической подвижности наблюдаются при одной и той же концентрации ПАВ. Размер мицелл увеличивается с ростом концентрации соли. Ассоциация ПАВ и полймерной молекулы сильно влияет на реологические и поверхностные свойства мицеллярных растворов. Обсуждены некоторые аспекты мицеллярных растворов, а именно адсорбция, влияние электролитов и со-растворителей, фазовое равновесие между нефтью и солевым раствором, реология и взаимодействие полимер - ПАВ. [c.63]

Выражение, стоящее в квадратных скобках, называют кинетической движущей силой [65], а множитель х — соответствующим кинетическим коэффициентом . Выражение для скорости включает множитель а, поскольку, несмотря на явную запись членов в квадратных скобках, фактические скорости почти всегда определяются диффузией и должны зависеть от площади поверхности, доступной, как считал Томас, для межфазного переноса. Хотя и можно учесть движение ионов внутри частиц смолы [31 ] или адсорбированных молекул по поверхности твердого тела или в порах с помощью логически справедливых уравнений диффузии [22, 45, 55], решение результирующих соотношений достигается значительно труднее, чем решение уравнений, таких, как выражение (10.27), в котором фигурирует полная движущаяся сила. Кроме того, в пользу уравнения (10.27) свидетельствует тот факт, что фазовое равновесие описывается точно либо в случае адсорбции по Лэнгмюру, либо в простейших случаях ионообмена. Как [будет показано ниже, коэффициент X можно связать с индивидуальными коэффициентами массоотдачи, отражающими диффузионные сопротивления в подвижной среде и твердой фазе. [c.582]

Равновесие твердое—газ. С давних пор большое значение для очистки газов в препаративной химии имеет фазовое равновесие твердое—газ, позволяющее вести разделение по принципу избирательной адсорбции или адсорбции одного из компонентов газовой смеси с последующим обратимым его выделением. Теоретическим обоснованием избирательной адсорбции являются изобары и изотермы твердое—газ. Например, чистый водород можно получить нагреванием до 300—400° С продукта взаимодействия титановой губки с техническим водородом. Примеси кислорода, азота и водяных паров при этом связываются в достаточно прочные соединения. [c.165]