Газов адсорбция на твердых телах

Адсорбция, т. е. повышенное концентрирование газа на поверхности твёрдого тела, происходит под действием неуравновешенных сил (адсорбционных потенциалов) атомов, образующих поверхность тела. В- отличие, от уравновешенных сил атомов, расположенных внутри тела, поверхностные атомы имеют ненасыщенные связи, направленные внутрь твердого тела перпендикулярно к его поверхности. Эти неуравновешенные силы и обуславливают возникновение, по аналогии с жидкостями, поверхностного натяжения . Атомы или молекулы газа после соударения с поверхностью некоторое время остаются на ней, что приводит к насыщению неуравновешенных сил поверхностных атомов и снижению поверхностного натяжения. Процесс адсорбции протекает самопроизвольно, так как сопровождается уменьшением свободной энергии AG системы газ — адсорбент [c.5]

По существу здесь то же электрическое иоле, что и в случае поверхности твёрдого тела, притягивающей молекулы газа при адсорбции. Но механизм притяжения несколько иной. [c.29]

Нами неоднократно обращалось внимание читателя на то, что установление природы сил, действующих между молекулами, в частности адсорбционных сил, является одной из основных проблем физики и химии, имеющей ту же принципиальную значимость, что и учение о молекулярном строении материи, кинетическая теория газов, учение о структуре твёрдых (кристаллических) и жидких тел. Поэтому неудивительно, что между историей развития учения о сочленении материи под действием молекулярных сил и историей учения об адсорбции можно провести далеко идущую аналогию. [c.113]

Изотерма адсорбции Лэнгмюра (.1) относится к идеальному случаю вполне гомогенной твёрдой поверхности, однородной во всех направлениях, материал которой непроницаем для адсорбируемого газа, причём адсорбция не сопровождается диссоциацией. В реальных случаях возникают осложнения, связанные с невыполнением одного ил I нескольких из этих условий мельчайшие трещины, упомя ну гые в 4, могут обусловить нeкJTOpyю медленную проницаемость поверхности рёбра кристаллов и различные грани имеют различную адсор ционную способность наконец, как было недавно выяснено, даже на идеальной крюгаллической грани вероятность конденсации или отражения ударяющихся о поверхность молекул в сильной степени с ависит от направления их удара об атомы пространственной решётки поверхности. Тем не менее, по общему признанию уравнение Лэнгмюра является хорошей основой для количественного рассмотрения адсорбции газов на твёрдых телах. Оно может быть обобщено на случай сложной поверхности, состоящей из многочисленных гомогенных участков поверхностей разнообразных типов, каждый из которых имеет различные значения а и V. [c.346]

Адсорбция на твёрдых телах 4 Газы адсс-рбируют .н на твёрдых телах в результате взаимодействия ненасыщенных силовых полей поверхностных атомов твёрдого тела с силовыми полями молекул, подлетающих к твёрдой поверхности из любого газа или жидкости, находящихся в соприкосновении с твёрдым телом. Таким образом, свободная энергия, или поверхностное натяжение твёрдой поверхности уменьшается, в большинстве случаев, вероятно, на очень незначительную часть своего первоначального значения, причём, поскольку в настоящее время нет надёжных методов измерения поверхностного натяжения твёрдых тел, истинное понижение свободной энергии может быть оценено лишь косвенным путём, но не измерено непосредственно. [c.333]

Кроме того, процесс на пористых твёрдых телах, испещрённых мелкими каналами (или внутри них), обычно называемый адсорбцией, может отчасти обусловливаться обыкновенной конденсацией паров в мельчайших порах тела. Конденсация паров происходит также под действием ван-дер-ваальсовых сил, и нельзя искать качественного различия. между явлениями образования мономолекулярного, полимолекуляр-ного и сплошного слоя, заполняющего всё пространство узкого капилляра. В таких пространствах вогнутость мениска вызывает понижение давления насыщенного пара по сравнению с давлением над плоской поверхностью, что облегчает конденсацию (гл. I, 15). Такие мелкие поры имеются во многих твёрдых телах. Уголь, получаемый отнятием атомов водорода и кислорода от сложных органических соединений, нередко обладающих целлюлозообразными структурами, содержит поры всевозможных размеров, вплоть до диаметра, немногим превышающего размеры одного или двух атомов кислорода. Многие из атомов углерода на стенках этих пор должны иметь свободные валентности для хемосорбции газов, включая постоянные газы но в угле очень сильна адсорбция типа ван-дер-Ваальса. Силикагель, различные пористые глины, цеолиты и т. д. также адсорбируют, или, вернее, сорбируют таким путём значительные количества газов. [c.334]

Адсорбция газов типа ван-дер-ваальсовой наиболее сильна при температурах ниже критической, или близких к ней, причём, чем легче газ конденсируется, тем лучше он сорбируется пористыми твёрдыми телами. Так, уголь сорбирует при комнатной температуре аммиак, углекислоту, сероуглерод и пары органических соединений гораздо легче и в значительно больших количествах, чем постоянные газы при температуре жидкого воздуха все газы, за исключением гелия и водорода, адсорбируются в больших количествах. Тесная связь между лёгкостью сжижения и адсорбцией этого типа, несомненно, объясняется тождественностью сил, участвующих в этих процессах. Эти силы притяжения, повидимому, обусловлены взаимодействием постоянных диполей или возникновением временных диполей в смежных молекулах вследствие систематических флуктуаций электронного облака подробное обсуждение природы этих сил выходит за пределы рассматриваемых здесь вопросов 4 [c.335]

Такой механизм хемосорбции заставляет предполагать, что тол- щина хвмосорбированного слоя не может превышать толщины мономолекулярного или одноатомного слоя, так как все свободные валентности атомов поверхности должны насыщаться одним слоем атомов газа. В первом приближении это можно рассматривать как общее правило, но имеются указания на то, что в некоторых случаях это не вполне соответствует действительности повидимому, не всегда верно, что вполне насыщенный хемосорбированный слой представляет собою сплошной слой толщиной в одну молекулу или атом, в котором молекулы или атомы газа связывают все поверхностные атомы твёрдого тела. Робертс 1 установил, что на вольфраме адсорбируется один слой атомов водорода, в котором число атомов водорода превышает только в 1,1 раза число атомов вольфрама. рассчитанное для кажущейся площади поверхности. Это вероятно, означает, что истинная площадь в 1,1 раза больше кажущейся, При адсорбции цезия на вольфраме каждый атом цези покрывает четыре атома вольфрама (атом цезия имеет радиус, ровно вдвое превышающий радиус атома вольфрама) на истинной плошад поверхности, которая, повидимому, в 1,35 раза превышает кажущуюся. При приближении давления паров цезия к насыщению начинается образование второго слоя. [c.339]

Активированная адсорбция. Окоао 1930 г. Тэйлор высказал предположение, что процесс хемосорбции требует энергии активации подобно тому, как она требуется для осуществления ковалентного соединения атомов, и что существованием этой энергии можно объяснить ряд на первый взгляд непонятных зависимостей между температурой, скоростью адсорбции, её величиной и природой адсорбционного слоя. В частности, Тгйлором было замечено, что один и тот же газ на одном и том же твёрдом теле нередко подвергается при одной температуре адсорбции типа ван-дер- [c.349]

Bangham (личное сообщение, 1937 г.) наблюдал удлинение и укорочение угольных стержней, погружённых в электролит, при изменении их разности потенциалов с электролитом некоторому определённому потенциалу соответствует минимальная длина. В гл. VII, 7, мы уже видели, что адсорбция газов на сухом угле вызывает удлинение, вероятно, пропорциональное понижению поверхностного натяжени i и, очевидно, обусловленное влиянием потенциала на межфазное натяжение на границе твёрдое тело — жидкость. [c.434]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология