Равновесия линии, процесс адсорбции

Особенностью поведения изостер адсорбции оказалась стыковка изостер, прерывающихся у линии давления насыщенного пара адсорбтива и продолжающихся в сверхкритической области. Причем очевидно, что разрыв изостер адсорбции обусловлен особенностями методики исследования, а не самим процессом адсорбции. Как следует из рис. 1, б, для реализации адсорбционных равновесий в области, где ход изостер отмечен пунктиром, достаточно повысить гидростатические давления в равновесной фазе, которая в этом случае есть не пар, а жидкость. [c.12]

Чувствительные элементы в сравнительной и измерительной камерах детектора по теплопроводности (катарометра) представляют плечи моста Уитстона. При комнатной температуре оба газа практически не адсорбируются, поэтому через обе камеры протекает поток одного и того же состава, так что мост уравновешен. Когда колонку с адсорбентом погружают в жидкий азот, из газовой смеси начинает адсорбироваться азот. В процессе адсорбции азота меняется состав выходящего из колонки газа, а поэтому и его теплопроводность. Равновесие моста нарушается, и перо самописца отклоняется от нулевой линии. После установления адсорбционного равновесия, соответствующего данной концентрации азота [c.215]

В области исследования процессов массопередачи приняты несколько иные обозначения. Так, состав обычно выражается в виде отношения массы поглощаемого компонента к массе инертного компонента. На рис. 34 дано изображение кривой адсорбционного равновесия или изотермы адсорбции в координатах у — г, где г — состав твердой фазы (в кг поглощенного вещества на I кг поглотителя), у — состав газовой или паровой фазы (в кг поглощаемого вещества на 1 кг инертной части). Уравнение этой рабочей линии в новых обозначениях [c.103]

Возможны два крайних случая первый, когда вещество практически не адсорбируется, и второй, когда вещество адсорбируется необратимо. Вещество не адсорбируется, когда оно очень хорошо растворимо в системе растворителей (вытесняется растворителями) в этом случае вещество движется с фронтом растворителя, т. е. уносится растворителем. Вещество необратимо адсорбируется, если прочно связывается с адсорбентом, и система растворителей протекает через него, не смещая со старта. Скорость перемещения вещества зависит от характеристики равновесия процессов сорбции— десорбции и в случае адсорбционной хроматографии может быть вычислена из изотермы адсорбции. Если вещество движется медленно, то кривая адсорбции имеет резкий подъем на начальном участке. При быстром перемещении вещества вдоль слоя адсорбента изотерма адсорбции близка к абсциссе и графически изображается почти горизонтальной линией. [c.18]

Схема простой вакуумной установки для измерения адсорбции объемным методом приведена на рис. XIV-5. Адсорбент, обычно порошкообразный, помещают в ампулу I, которая термостатируется при заданной температуре Ti. Установка включает также манометр 2 и газовую бюретку 3. Непосредственно перед проведением измерений определяют мертвое пространство установки, т. е. объем газа в ампуле I до трехходового крана 5. Для этого установку откачивают, кран 5 закрывают, т. е. ампулу с образцом отсоединяют от вакуумной линии, и в последнюю напускают некоторое количество неадсорбирующегося газа, например гелия. Объем и давление газа контролируют с помощью манометра и бюретки. После этого ампулу I соединяют с 3 и определяют изменение давления и объема газа. Поскольку в процессе измерений часть мертвого пространства находится при температуре Ti, а часть — при комнатной температуре Тг, для точного разделения мертвого пространства на две части необходимо провести два независимых измерения при различных объемах и давлениях гелия в установке. После этого гелий откачивают и при закрытом кране 5 в установку напускают немного адсорбирующегося газа, количество которого также определяют по положению менисков ртути в манометре и бюретке. Наконец, краном 5 ампулу I со-единяют с бюреткой 3 и после установления равновесия измеряют давление и объем оставшегося газа. Пользуясь калибровочными данными и результатами измерений, можно рассчитать количество адсорбированного газа. Установка содержит также газовый термометр 4, погруженный в тот же термостат, что и ампула с образцом. [c.448]

Причем на инертных твердых веществах имеет место преимущественная адсорбция одного из компонентов. Хорды равновесия, аналогичные АС, можно рассматривать как практические линии, если данные по составам нижнего и верхнего потоков получены в условиях контакта, соответствующих реальному процессу (прежде всего в отношении времени контакта, условий перемешивания и размера частиц твердых веществ). [c.580]

В уравнении хемосорбции (III.2) величина С может меняться от нуля до некоторого предельного значения, соответствующего хемосорбционной емкости концентратора с химическим поглотителем. Предельное значение концентрации хемосорбированных молекул не зависит от концентрации сорбата и меняется не плавно, как в случае физической адсорбции, а скачками. Такое поглощение является необратимым процессом, и здесь фактически нет равновесия, как в случае адсорбции-как бы ни уменьшалась концентрация сорбата С, изменения (уменьшения) количества поглощенных (хемосорбированных) молекул не происходит. Графически (в отличие от равновесной изотермы адсорбции Лэнгмюра) это прямая линия, параллельная оси абсцисс. [c.98]

Важной характеристикой адсорбентов является количество поглощаемого ими вещества. Количество вещества, адсорбированного диницей массы адсорбента при достижении равновесия, зависит от концентрации этого вещества и температуры. Эта зависимость выражается линиями равновесия — изотермами адсорбции. Количество адсорбированного вещества возрастает при понижении температуры и повышении давления. Повышение температуры и понижение давления способствуют процессу десорбции — удалению поглощенного вещества из адсорбента. Средняя концентрация поглощенного вещества, достигнутая к моменту начала его проскока , называется динамической активностью. [c.186]

Таким образом, только МТД дает возможность использовать низкотемпературную адсорбцию для измерения удельной поверхности твердых тел практически любой пористой структуры без заметного ущерба для точности. В этом отношении МТД весьма близок к статическим методам измерений. Причина состоит в том, что для установления адсорбционного равновесия в сущности безразлично, находится ли над адсорбентом смесь адсорбата с газом-носителем постоянного состава в покое или она движется. Можно утверждать, что в обоих случаях результат будет одинаков, какова бы ни была пористая структура твердого тела. Если в том и другом случае концентрация адсорбата над адсорбентом одинакова, то для установления равновесия потребуется практически одинаковое время . В применении к МТД это будет означать, что, как при адсорбции, так и при десорбции необходимо дождаться, пока перо самописца после описания пика не вернется к нулевой линии, соответствующей исходному составу смеси, а перо не вернется к нулевой линии до тех пор, пока адсорбционный или десорбционный процесс не закончится на всей поверхности адсорбента, в том числе и в самых узких порах. Однако с точки зрения удобства записи адсорбции или десорбции вариант движущейся смеси выгоднее поток газов, проходящий над адсорбентом, позволяет непрерывно получать инс рма-цию о процессах, происходящих на поверхности. Поэтому основное преимущество МТД состоит втом, что он дает возможность получать равновесные величины адсорбции и удобно записывать их в условиях, когда другие хроматографические методы, связанные условиями равновесной хроматографии (метод расчета изотермы по растянутой границе хроматограммы, фронтальный метод) или условиями идеальной равновесной хроматографии (метод удерживаемых объемов для [c.205]

Анализ процессов адсорбции с неподвижным или движущимся адсорбентом упрощается, если течение происходит настолько медленно, что во всех точках колонны достигается равновесие. Это, нообщс говоря, невозможно в дифференциальных процессах разделения, например при экстракции в системе жидкость — жидкость, абсорбции или перегонке. Когда скорость течения очень мала, наиболее эффективными оказываются адсорбционные методы, а эти методы становятся неэффективными. Интересно, что при проведении процесса в равновесных условиях рабочая линия совпадает с кривой равновесия. [c.154]

Отношение 5/0 обозначает наклон рабочей линии на диаграмме (рис. 17-15). На этой диаграмме изображена также линия равновесия. Аналогично, как и в случае процесса адсорбции, можем найти минимальное отношение 5/0 и, следовательно, минимум адсорбента. Вычерчивая з/ ступени между обеими линиями, можем опреде-Рис. 17-15. Определен1 е ить число теоретических тарелок (или ступеней размеров адсорбера. изменения концентрации), а зная высоту, эквивалентную теоретической тарелке, определить высоту адсорбера. Если известны коэффициенты массопередачи между газом и адсорбентом, то с помощью графического интегрирования, так же как и при расчете адсорбционных колонн, можно вычислить высоту адсорбционного аппарата. [c.906]

Процессы адсорбции — это, в первую очередь, процессы очистки, для которых вопросом первостепенной важности является вопрос о минимально возможном остаточном содержании адсорбата в жидкой фазе. Чтобы дать на него ответ, нанесем на рис. 9, кроме линий баланса 7 и Г, изотерму адсорбции (кривая 2). С течением времени концентрация вещества в растворе уменьшается (с, сг и т.п.) и возрастает величина адсорбции а, аг и т.п.). Изменение концентрации продолжается до тех пор, пока не будут достигнуты значения с и а, лежащие на пересечении линий 7 и 2 Дальнейшее течение самопроизвольного процесса очистки прекращается. Более существенное понижение концентрации в растворе, чем с, получить невозможно. Сойти с прямой 1 при заданном значении НЖ (и, что то же самое, при заданном значении НТ) не позволяет закон сохранения материи, а перейти на продолжение прямой 1 в зазер-калье кривой 2 — один из законов термодинамики. Он гласит, что систему, находящуюся в равновесии, вывести из этого состояния может только внешнее воздействие. Итак, точка А—предельно достижимое состояние системы, концентрация с — минимально возможная при данных условиях остаточная концентращ1Я адсорбата в растворе, а. а — максимально возможная величина адсорбции. Предельные концентрации можно изменить, взяв иную НЖ (прямая 1 ), понизив температуру или использовав адсорбент с более крутой изотермой адсорбции (и то, и другое соответствует линии 2 и точке В). Для выбора условий процесса и расходных коэффициентов и предназначены построения, примеры которых приведены на рис. 9. [c.25]

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]

Открытие хроматографии относится к периоду завершения М. С. Цветом работы над магистерской диссертацией в Петербурге (1900—1902 гг.) и первого периода работы в Варшавском университете (1902—1903 гг.). Больщая часть работы была им сделана в Петербурге в Ботанической лаборатории Академии наук, а в Варшаве проведены завершающие опыты и обдуманы полученные результаты. Его магистерская диссертация посвящена вопросам физико-химического строения хлорофильного зерна и в ней уже есть зачатки хроматографического метода. Но еще в работе 1898 г. [12] он отмечает роль адсорбции и-явлений сорбционных равновесий в изучаемых им процессах Хлорофил-лины не извлекаются из лйстье в чистым бензином не потому, что они были бы в нем нерастворимы, а потому, что они удержи- [c.10]

Если адсорбционный процесс происходит мгновенно, выходная кривая (при выпуклой изотерме) представляет собой вертикальную прямую линию. Действительная скорость и механизм адсорбции, природа адсорбционного равновесия, скорость потока, исходная концентрация сорбтива, высота (длина) слоя адсорбента — все эти факторы определяют наклон выходной кривой. [c.548]

Трайхорн и Виатт интерпретируют первую стадию как адсорбцию обоих колшонентов в форме пара. Отношение количеств адсорбированных компонентов равно отношению, в котором оба вида молекул достигают поверхности, как это было показано в табл, 77. Вследствие того, что это отношение постоянно, первая стадия характеризуется двумя прямьгми линиями. Вторая стадия обусловлена конденсацией адсорбированного пара в жидкость. В самом начале конденсации образующаяся жидкость имеет тот же состав, что и адсорбированный пар, однако для сохранения равновесия с газовой фазой и с жидкостью в объеме она должна изменить свой состав. Если бы взаимодействие между поверхностью и адсорбированной жидкостью было исчезающе мало, то это изменение продолжалось бы до тех пор, пока адсорбированная жидкость не приобрела бы состава равновесной жидкости в объемной фазе. Однако, вследствие того, что одна из жидкостей адсорбируется сильнее другой, состав адсорбированной жидкости пе будет одинаков с составо.м равновесной жидкости в объемной фазе. Такая селективность (избирательность) адсорбционного процесса иллюстрируется рис. 166. На этом рисунке разность между составом адсорбированной жидкости и составом равновесной кидкости в объемной фазе изображена [c.662]

В количественной трактовке данных физической адсорбции могут возникнуть серьезные ошибки, если температура охлаждения такова, что давление паров адсорбируюш,егося газа слишком мало для установления быстрого равновесия между адсорбентом и твердым адсорбатом. Геометрия адсорбционной кюветы будет определять соотношение между газом, который сначала взаимодействует со стенками кюветы, и газом, взаимодействуюш,им с образцом. Если давление газа при первом пуске будет выше давления твердого адсорбата при температуре стенок кюветы, то некоторое количество газа образует твердый налет на стенке. Даже при эффективном охлаждении образец будет несколько теплее стенок охлаждаемой кюветы, особенно если он облучается ИК-пучком. Установление равновесия между конденсированным адсорбатом и адсорбентом может быть очень медленным процессом. Был проведен опыт (Литтл, 1960), в котором этилен замораживали на части стенки кюветы, охлаждаемой до — 195°, а образец пористого стекла в кювете поддерживали при комнатной температуре. Затем охлаждали образец до температуры только на несколько градусов более высокой, чем температура жидкого газа, а этилен в это время оставался в замороженном состоянии. ИК-спектр записывали при этих условиях эксперимента в течение 3 час, и при этом на образце не было обнаружено адсорбции этилена. Было найдено, что в такого рода экспериментах максимальная адсорбция этилена на образце происходит после ряда быстрых циклов нагревания адсорбата до испарения с последующим охлаждением до его конденсации. При испарении твердого адсорбата наблюдалась значительная адсорбция холодного газа на адсорбенте, и максимальная адсорбция, обнаруживаемая по интенсивности линий, устанавливалась очень быстро. Если кювета сконструирована так, что образец в этих условиях можно быстро удалить через клапан и изолировать от ячейки, содержащей замороженный адсорбат, то можно получить надежные адсорбционные данные при нагревании образца и измерении выделившегося газа. В описанной системе существует еще опасность того, что адсорбированный газ может конденсироваться в твердом виде на внешней поверхности адсорбента и при этом никогда не установится равновесие с внутренней поверхностью образца. В этом случае полученный спектр в основнол будет спектром чистого твердого адсорбата, а не спектром вещества в адсорбированном состоянии. [c.50]

При таком объяснении подразумевается, что вдоль линии С СА лимитирующим процессом является адсорбция Ог, скорость которой в свою очередь определяется скоростью возникновения соответствующих дефектов поверхности. Поэтому вдоль линии АВ реакцию будет лимитировать, по-видимому, скорость десорбции Ог. Это подтверждается проведенными недавно Мяс-никовым исследованиями по изучению каталитической активности и полупроводниковых свойств пленок 2пО [Изв. АН СССР, сер. физич., 21, 192 (1957) ЖФХ, 31, 1721 (1957)]. В этих работах показано, что в интервале 250—600° энергия активации для адсорбции Ог составляет 8 ккал/моль, а для десорбции — 23 ккал/моль, что прекрасно согласуется с нашими результатами. Линия КСК, очевидно, представляет собственно обменную реакцию. Конечно, и в этом случае кажущаяся энергия активации может зависеть от изменений концентрации активных адсорбированных частиц или концентрации реакционноспособных поверхностных частиц с ростом температуры. С другой стороны, тот или иной из иллюстрированных рис. 4 процессов, лимитирующих скорость реакции, может являться процессом установления равновесия между различными типами адсорбированных частиц, до некоторой степени аналогичным тому, который недавно предположили Томпкинс и Гандри [41] для Нг на N1. Однако на основании этой концепции невозможно убедительно объяснить все детали кинетики. [c.257]

Газохроматографический метод основан на определении адсорбции азота из его смеси с газом-носителем гелием при температуре жидкого азота. Смесь азота с гелием при постоянном соотношении пропускают через пигмент. При этом концентрация азота в смеси не изменяется и самописец хроматографа пишет прямую (нулевую) линию (рис. 38, а). Затем погружают хроматографическую колонку с исследуемым пигментом в жидкий газ. Происходит значительная адсорбция азота на поверхности пигмента. Концентрация азота в некотором объеме газовой смеси, проходящей в данный момент над пигментом, уменьшается, что фиксируется самописцем хроматографа в виде адсорбционного пика (рис. 38, б). В дальнейшем при установлении адсорбционного равновесия вонцентрация азота в смеси с гелием опять становится постоянной и прибор пишет нулевую линию. Когда хроматографическую колонку вынимают из жидкого азота, происходит десорбция ранее адсорбированного азота, что приводит к локальному увеличению концентрации азота в его смеси с гелием. Этот процесс фикси- [c.162]

Через реактор, загруженный катализатором в количестве 30 мг, непрерывно пропускался поток азота, насыщенного при 30° окисью мезитила, содержащей примесь ее р, у-изомера (изопропенилацетона). После установления адсорбционного равновесия, о чем судят по нулевой линии, на слой катализатора шприцем вводилось некоторое количество изопропанола в качестве вытеснителя. Десорбированная окись мезитила в виде узкой полосы, так как десорбция осуществляется мгновенно, сдувается потоком газа-носителя в колонку. Одновременно с процессом вытеснения начинается элюирование изопропанола с катализатора. Вследствие нелинейности изотермы адсорбции вытеснитель поступает в колонку в виде полосы с размытым тылом. На примененной в процессе исследования хроматографической колонке скорость движения [c.67]

Изотерма адсорбции может быть использована для расчета сорбционно-десорбционных систем, в которых процесс протекает фактически до равновесия. На диаграмму наносят линию равновесия и линию (прямую) рабочих концентраций. Затем, вписывая между линией равновесия и линией рабочих концентраций ступеньки, определяют по их числу количество теоретических равновесных ступеней, необходимых для завершения противоточного сорбционного или десорбцпонного процесса. Такой метод можно использовать для расчета процесса сорбции в агитаторах с противотоком сорбента и раствора (или пульпы), а также в различных противоточных контакторах-разделителях при условии, что равновесное распределение достигается на каждой ступени. [c.80]