Диффузия и форма молекул

Разделение смесей диффузией через полимерные мембраны основано на различии в форме молекул разделяемых компонентов и их растворимости в материале мембраны [101]. Чем меньше поперечное сечение молекул, тем выше скорость диффузии — на этом основано выделение п-ксилола из смеси с другими изомерами [102], разделение нормальных и разветвленных алканов [103]. [c.67]

Дистиллятные фракции в большинстве случаев разделяются при перегонке но средним молекулярным весам содержащихся углеводородов, и даже лри широких пределах выкипания таких фракций не обнаруживается или обнаруживается лишь крайне незначительная избирательность перегонки в отношении класса или строения углеводородов. Термическая диффузия, наоборот, настолько чувствительна к различию формы молекул, что фракционирования по признаку молекулярного веса практически не наблюдается. Разделение но разности молекулярных весов может быть осуществлено и нри помощи термической диффузии, но только при одинаковом -строении или форме молекул, входящих в состав смеси. [c.27]

Если один из размеров молекулы сравним с длиной волны света, то молекула больше не участвует в рассеянии света как единичная точка, и между световыми волнами, рассеянными различными частями молекулы, происходит интерференция. Обнаружено, что большие молекулы рассеивают больше света в направлении пучка, чем малые молекулы. Таким образом, для больших молекул или частиц угловая зависимость рассеянного света дает информацию о форме молекул. Развитие лазерной техники (разд. 18.11) сделало возможным изучение уширения линий света, рассеянного растворами макромолекул. Измерение спектра рассеянного света позволяет определить коэффициент диффузии [18]. [c.621]

Скорость прохождения молекул через диффузионную мембрану обычно прямо пропорциональна коэффициенту диффузии, который определяется размерами молекул и их формой. Поэтому диффузионные мембраны наиболее рационально применять для разделения компонентов, имеющих практически одинаковые свойства, но различающихся размерами и формой молекул. Проницаемость диффузионных мембран почти не снижается со временем. Диффузионные мембраны имеют большое гидродинамическое сопротив- [c.315]

Изучение зависимости 0 от М для ряда газов, диффундирующих через этил-целлюлозу и нитрат целлюлозы показало, что непосредственно линейной зависимости в этом случае не наблюдается, хотя уменьшение диффузии с ростом М очевидно. Автор предполагает, что возможной причиной отклонения от линейности является влияние формы молекулы. [c.53]

Влияние размеров и формы молекул парафинов и олефинов на коэффициенты диффузии в неполярных карбоцепных полимерах (каучук, полиизобутилен, [c.61]

Разделение газов и жидких смесей углеводородов диффузией через непорисТые полимерные мембраны основано на различии в форме молекул разделяемых компонентов и их растворимости в материале мембраны. [c.97]

Некоторые растворенные вещества образуют гелевый слой быстрее, чем другие. Способность молекулы к геле-образованию определяется главным образом ее коэффициентом диффузии — величиной, зависящей от формы молекулы и ее молярной массы. Молекулы меньшего размера диффундируют быстрее, чем молекулы большего размера, а сферические — быстрее, чем линейные, имеющие ту же молярную массу. На скорость гелеобразования влияет концентрация вещества, склонного к гелеобразованию. С достижением определенной концентрации молекулы таких веществ начинают быстро образовывать гелеобразный слой у поверхности мембраны, удаляясь при этом из раствора если же их концентрация достаточно низка, то предел растворимости вещества не будет достигнут и образования такого пограничного слоя не произойдет. [c.219]

До сих пор речь шла только о макроскопической вязкости полимера, которая очень велика и обусловлена взаимодействием целых макромолекул при их скольжеНии относительно друг друга. Вместе с тем величина вязкости, найденная по скорости диффузии небольших молекул в полимере и зависящая от движения отдельных сегментов его цепи ( микроскопическая вязкость ), близка к вязкости простой низкомолекулярной жидкости, молекулы которой ведут себя подобно сегментам Микроскопическая вязкость тесно связана с газопроницаемостью полимеров, с диффузией (и растворимостью) газов в них, во многом напоминающей по своему механизму течение жидкостей и имеющей очень большое практическое значение (автомобильные камеры, защитные покрытия, упаковочный материал, мембраны для разделения смесей газов и т. д). Газопроницаемость высокомолекулярных соединений [19] зависит от химической и надмолекулярной структуры полимера (наличие полярных групп, кристалличность или аморфность), формы, гибкости и ориентации макромолекул, характера межмолекулярного взаимодействия и т. д существенное значение также имеют природа газа (полярность, молекулярная масса, форма, непредельность) и температура. [c.405]

Для оценки коэффициента диффузии незаряженных молекул в предположении, что они имеют форму шара и их размер больше молекул растворителя, можно применить закон Стокса — Эйнштейна [c.96]

Углеводородные жидкие смеси особенно легко разделяются методом термической диффузии главным образом вследствие того, что в большинстве жидких фракций молекулы практически не ассоциированы. Отдельные типы соединений легко диффундируют через жидкую среду, обычно состоящую из большого числа различных молекулярных форм, в виде одиночных молекул. Так как даже небольшое различие формы молекул оказывает весьма сильное влияние на диффузию, рассматриваемым методом легко удается разделять углеводороды с различной формой молекул даже в крупных масштабах. [c.27]

Исследована кинетика и определено равновесное набухание и концентрационная зависимость приведенной вязкости каучука СКС-ЗОА в различных растворителях и пластификаторах. На основании полученных данных Зубов и Зверев [439] считают, что набухание связано не только с ослаблением межмолекулярного взаимодействия, но и с изменением формы молекул, и что время установления равновесия определяется не скоростью диффузии растворителя в полимер, а скоростью перегруппировки молекул полимера при набухании, т. е. скоростью релаксации. [c.639]

Влияние формы молекул на диффузию. В водных растворах макромолекул указанное выше требование, определяющее справедливость закона Стокса, приближенно удовлетворяется при соответствующем соотношении размеров молекул растворенного вещества и растворителя однако макромолекулы обычно даже приближенно не имеют сферически симметричной формы. При описании диффузии несферических молекул Перрин [13] ввел три коэффициента трения f , 2 и /з. В этих условиях коэффициент диффузии равен [c.186]

Из данных по диффузии полипептидов, белков и углеводов, форма молекул которых существенно отличается от сферической, было сделано заключение [19], что [c.189]

Диаметры входных окон могут быть и несколько меньше, чем критический размер молекул, которые атот цеолит поглочам. Это обусловлено способностью связей мехду атомами, составляющими молекулу, несколько деформироваться при прохождении ее через узкое окно в полость цеолита. Для диффузии таких молекул в полости цеолита требуется анергия активации тем большая, чем крупнее молекулы. Повышение температуры приводит к увеличению скорости адсорбции крупных молекул, например н-алканов. Указывается [6], что из ряда факторов, влияющих на величину и скорость сорбции веществ цеолитом, наибольшее значение имеет размер молекулы по отношению к размеру входного отверстия, а особенно ее форма. Способность молекул проникать через входные окна в адсорбционные полости кристаллов цеолитов характеризуется критическим диаметром, которым является диаметр наибольшего круга, описываемого в плоскости, перпендикулярной длине молекулы [З]. Данные о размерах критического диаметра молекул различных углеводородов приведены ниже [13] [c.174]

Кроме перечисленных методов определения молекулярного веса, следует указать на методы, использующие молекулярно-кинетические свойства растворов высокополимеров, в которых молекулярный вес может быть вычислен по величине коэффициента диффузии О (см. разд. VI). Однако при этом в известное уравнение Эйнштейна должны быть введены поправки на асимметричную форму молекул В отличие от низкомолекулярных соединений высоко полимеры перед растворением набухают и при этом значи тельно увеличиваются в объеме за счет поглощения раство рителя. Степень набухания — количество жидкости, погло щенной 1 кг вещества, выраженное в процентах к первона чальной массе сухого вещества, — достигает более 1000% [c.74]

Очевидно, что размеры молекул связаны с их массами, но отнюдь не целиком ими определяются. Это особенно важно учитывать в случае макромолекул, размеры которых могут существенно зависеть от плотности упаковки полипептидной или полинуклеотидной цепи. В ограничении свободы диффузии через пространственнук сетку пор внутри гранул немалую роль может играть и форма молекулы. Очевидно, что сферическая глобула будет диффундировать иначе, чем молекула такого же объема, но вытянутая в виде палочки. [c.7]

Для ионообменной хроматографии наибольшее значение имеют следующие характеристики вещества размер (масса) и форма молекул — с позиций легкости их проникновеипя в поры матрицы ионообменника и скорости диффузии в жидких фазах системы значения рК для ионов, изоэлектрической точки (р1) для цвиттерионов амфолитов, а также ход кривых их титрования. Весьма желательно иметь представление и о распределении ионогенных групп по поверхности макромолекул амфолита для оценки возможностей локальных взаимодействий с обменником или пространственного соответствия этого распределения и средних расстояний между ионогенными группами на поверхности обменника. [c.256]

Параметры диффузии (О), проницаемости (Р) и растворимости (5) зависят от температуры, концентрации, размера и формы молекул пенетранта, взаимодействия между полимером и пене-трантом, морфологии и молекулярной подвижности полимера. [c.234]

Если молекулы не имеют сферической формы, то коэффициент седиментации сам по себе нельзя использовать для определения молекулярного веса оседающего вещества. Однако при измерении и коэффициента седиментации и коэффициента диффузии молекулярный вес вещества можно вычислить, не делая никаких предположений о форме молекул. Уравнение, на котором основывается это вычисление, может быть выведено путем приравнивания центробежной силы, действующей на частицу, силе трения (где / — коэффициент трения молекулы, а б.г1й1 — скорость седиментации). Центробежная сила, действующая на частицу с массой т и парциальным удельным объемом V, суспендированную в среде с плотностью р, равна [c.614]

Ввиду сетчатой структуры гелей, диффузия малых молекул и ионов в гелях мало отличается от их свободной диффузии соответственно, электропроводность растворов мало изменяется при их застудневании. Однако диффузия крупных молекул или диффузия в высококонцентрированные студни, естественно, встречает затруднения. В производственных процессах крашения и дубления проникновение красителей или таннидов внутрь геля в значительной мере лимитирует скорость всего процесса. При дублении необходимо избегать образования пленки на поверхности коллагена (задуба), препятствующей дальнейшему проникновению дубителя с другой стороны, появление пленки при действии таннидов на белковые вещества используется в медицине при обработке ран (адстрингентные вещества). Путем периодического сжатия хромированного коллагена в растворе таннидов с частотой, соответствующей скорости восстановления формы волокон коллагена (эффект сжатия губки ), скорость диффузии дубителя в коллаген можно ускорить в несколько раз (Пасынский и Тонгур). [c.218]

Диффузионные характеристики цеолита типа А легко изменить, если произвести обмен ионов натрия на катионы большего или меньшего размера. При обмене натрия на калий эффективный диаметр пор уменьшается, в то время как в кальциевой фор>хе размер пор увеличивается до полного диаметра кольца каркаса. Диффузия различных молекул на цеолитах типа А интенсивно изучалась именно из-за возможности контролируемого изменепия диаметров пор. Изучена кинетика диффузии и адсорбции постоянных газов и углеводородов на разных катионных формах этого цеолита. В качестве иримера иа рис. 8.28 показана адсорбция азота и аргона на порошке цеолита NaA [153]. Скорость адсорбции обоих газов быстро уменьшается с понижением температуры. На начальном участке кривой, соответствующем нескольким первым минутам, имеется прямолинейный участок, на котором выполняется диффузионный закон. [c.686]

В работе [1671 измерены характеристики встречной диффузии нескольких жидких углеводородов в Na-, a-, NH - и Се-формах цеолита типа Y. До сих пор получено очень мало подобных результатов, хотя они могут оказаться важными для понимания катализа. Диффузионные измерения проводили в жидкой фазе с цеолитом, предварительно насыщенным изучаемым углеводородом. Цеолит, насыщенный углеводородом, загружали в колбу, в которую предварительно помещали известное количество другого жидкого углеводорода, смесь перемешивали и через определенные промежутки времени отбирали пробы. Коэффициенты диффузии 1-ме-тилнафталина прн его десорбции в кумо.л с разных ионообменных форм цеолпта различались на два порядка, что объясняется различием в зарядах, размерах и расселении катионов. Например, редкоземельные катионы занимают преимущественно недоступные для адсорбированных молекул места в -полостях и не мешают диффузии больших молекул углеводородов. Напротив, ионы натрия занимают места 8ц на стенках больших полостей и поэтому, очевидно, взаимодействуют с диффундирующими молекулами углеводорода. Из коэффициентов диффузии, полученных из начальных скоростей, вычислены начальные энергии активации. Эти величи- [c.694]

О — коэффициент диффузии диффундирующего вещестоа с шарообразной формой молекул. [c.469]

Чен и Вейсц сообщают о других применениях катализаторов, селективных в отношении формы молекул [67]. Так, скорость гидрогенизации транс-бутепа-2 в 3—7 раз выше, чем цис-бутена-2 в смеси с первым на цеолите 5 А. Скорость диффузии транс-изоыера в цеолите также значительно выше, чем г мс-изомера. [c.62]

Весьма вероятно, что при осуществлении в промышленном масштабе гидрогенизации и многих других реакций возникают многообразные и часто не распознанные диффузионные эффекты. Это может быть одной из главных причин, приводящих к различию результатов, получаемых в лабораторных и промышленных установках. Внутри-диффузионные ограничения могут играть важную роль даже при работе с очень мелкозернистым катализатором. Иначе говоря, коэффициент эффективности может быть значительно ниже единицы, что приведет к существенному ухудшению селективности. Пример такой ситуации, относящийся также к гидрогенизации жиров, приводит Коэнен [75]. Гидрирование проводилось над никелевыми катализаторами на носителе с размерами частиц 6—7 мкм. Катализатор со средним радиусом пор 2,7-10 м (27 А) дал значительно худшие результаты по сравнению с образцами, имевшими радиусы пор 3,4-10" и 6,6-10" м (34 и 66 А). Исходя из сферической формы молекулы, Коэнен определил диаметр молекулы триглицерида равным 1,5-10 м (15 А), что несколько выше половины среднего диаметра поры. Очевидно, что в рассмотренном примере определяющую роль играет скорость диффузии в порах, подобно тому как это происходит в молекулярных ситах. [c.121]

Это выражение аналогично по форме уравнениям Стокса — Эйнштейна и Сэзерленда. Величина к 1%2 к связана с молекулярным объемом, и поэтому произведение 0 л, должно быть функцией молекулярного объема. Как известно, температурный коэффициент при диффузии больших молекул равен температурному коэффициенту вязкости растворителя следовательно, уравнение Стокса — Эйнштейна можно считать предельным случаем уравнения (V, 21). Это объясняется тем, что при диффузии больших молекул скорость определяется скачком молекулы растворителя от одного положения равновесия к другому, приводящим к перемещению диффундирующей молекулы в освобождающееся пространство. [c.174]

Поскольку в таблетке цеолита имеются две системы пор — микропоры и макропоры, — любая из этих систем или обе вместе могут лимитировать скорость диффузии в данных условиях. В некоторых случаях кажущееся несоответствие данных по диффузии, возможно, возникает из-за неудачного выбора лимитарующей системы. Ракен-штейн [4] рассчитал модель нестационарной диффузии с учетом сопротивления как микропор, так и макропор для сферических частиц и линейной изотермы адсорбции. Сильная зависимость диффузии от размера и формы молекул, температуры и т, п. приводит к тому, что коэффициенты диффузии меняются по абсолютной величине в. широких пределах от нуля для молекул, не проникающих в каналы кристаллитов, до 10 см с и даже больше при расчете [c.463]

Предпринимались многочисленные попытки объяснить влияние формы молекул на средний по концентрации коэффициент диффузии D. Если принять, что молекулы мигрируют через структуру полимера в ориентированном положении (т. е. их большие оси ориентированы в направлении диффузии), то важнейшим фактором формы, определяющим скорость диффузии, будет поперечное сечение молекулы, перпендикулярное к главной ее оси. В литературе [7] высказывалось предположение, что размер зопы, которая должна быть нарушена для образования достаточно большой дырки для прохождение диффундирующей молекулы, пропорционален параметру V/L, где V — мольный объем диффундирующего компонента, а L — максимальный линейный размер диффундирующей молекулы, вычисленный на основании молекулярных моделей Тейлора—Гершфельдера—Фишера. Сообщаемые в литературе экспериментальные данные действительно показывают, что коэффициент диффузии при комнатной температуре для молекул одинаковых размера и химической природы увеличивается с уменьшением параметра VIL (поперечное сечение молекулы для диффузионных процессов). [c.83]

В коллоидной химии уже давно занимались проблемой выбора п приготовления полупроницаемых ме.мбран для осмотических исследований и других целей для случаев, когда необходимо обеснечить избирательную диффузию через мембрану лишь одного компонента смеси. Хотя при этом в основном применялись вещества, которые п размеру. молекул и молекулярным весам должны быть отнесены к высокопопимерам, все же явления, происходяш,ие при таком разделении, по существу родственны клатратообразованию, поскольку важное значение в этом случае имеют размер и форма молекул рг .,деляемыл компонентов. [c.130]

С учетом зависимости диффузии от формы диффундирующей частицы было показано [13, 14], что в некоторых случаях определенную информацию о форме молекулы растворенного вещества можно получить из коэффициента диффузии. Экспериментально определяя коэффициент диффузии несоль-ватированных больших молекул, имеющих форму эллипсои-дав вращения, по уравнению (3.1.28) можно рассчитать эмпирический коэффициент трения /етр в данных условиях [c.187]

Сравнивая это выражение со значениями, найденными из экспериментально установленного коэффициента диффузии, можно судить о форме молекул. Если отношение /етр// отличается от единицы, то молекула либо гидратирована, либо имеет несферическую форму. Согласно данным Уонга [15], влияние гидратации можно учесть в поправочном коэффициенте, а отношение осей можно вычислить из выражения [c.187]

Числовые значения о , у и Д(0) для диффузии и проницаемости некоторых паров в различных полимерах приведены в табл. 2. Величина коэффициента диффузии при нулевой концентрации 0(0) зависит главным образом от химической природы, размера и формы молекул сорбируемых веществ и от химической природы полимера. Эти эффекты обсунедаются в последующих разделах. [c.239]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология