Ленгмюра адсорбционная теория

Адсорбционная теория Ленгмюра исходит из предпосылки, что мевду сорбированными молекулами не действуют какие-либо силы и слой вещества, сорбированного катализатором, мономолекулярен. При этих предпосылках скорость адсорбции (кислорода) запишется в виде /С1р(1—сг), т, е, она пропорциональна имеющейся свободной поверхности (I—а) ч парциальному давлению кислорода р. [c.95]

В теории Ленгмюра адсорбционные силы по природе близки к химическим, для которых характерна их насыщаемость молекула, образовавшая связь с другой молекулой или с поверхностью твердого вещества (адсорбента), теряет способность к дальнейшему взаимодействию. Это относится и к адсорбенту — он не может удерживать на своей поверхности более одного слоя молекул, т. е. адсорбция будет мономолекулярной. Другая типичная черта химического взаимодействия — избирательность во взаимодействие при определенных [c.554]

Они связаны с тем, что полная энергия адсорбции ионов состоит из двух слагаемых электростатического -ZiW и специфического Ф так что экспонента классического уравнения Штерна (3.5.28) может быть представлена в виде двух сомножителей ехр(-2, и ехр(Ф,), роль которых различна. В теории адсорбции Ленгмюра адсорбционные силы действуют только на молекулы (ионы), которые находятся в плоскости адсорбции и обращаются в нуль при малейшем увеличении расстояния между молекулой (ионом) и поверхностью, что означает ее десорбцию. [c.603]

Площадь, занятую реагирующим веществом на одном квадратном сантиметре поверхности, можно найти,, пользуясь адсорбционной теорией Ленгмюра. Сделаем упрощающие предположения 1) между абсорбированными молекулами не действуют силы притяжения й отталкивания 2) процесс адсорбции заканчивается тогда, когда все адсорбционные центры на поверхности твердого тела (или жидкости) оказываются занятыми, т. е. на поверхности раздела фаз образуется слой толщиной в одну молекулу (мономолекулярный насыщенный слой) 3) все адсорбционные центры одинаковы во всех отнощениях. Тогда можно считать, что скорость процесса адсорбции Ш] будет прямо пропорциональна давлению газа и свободной поверхности катализатора 1 — а [c.406]

Площадь, занятую реагирующим веществом на одном квадратном сантиметре поверхности, можно найти, пользуясь адсорбционной теорией Ленгмюра. Сделаем упрощающие предположения [c.423]

По теории Ленгмюра адсорбционный коэффициент [c.59]

В литературе начинают появляться объяснения отдельных каталитических реакций. Постепенно, с накоплением опытных данных, эти объяснения перерастают в первые гипотезы, пытающиеся объяснить сущность каталитического процесса. Вначале это были физические теории, в основе которых лежали наблюдения за каталитическими процессами на поверхности металлов. На эти воззрения оказали влияние электрохимическая теория Берцелиуса, а позже — адсорбционная теория, разработанная Ленгмюром, Тейлором и др. Долгое время химические концепции развивались параллельно и независимо от физических теорий. Очень разнообразные по деталям химические гипотезы объединялись идеей перехода каталитической реакции через промежуточные, неустойчивые, но определенные соединения реагирующих веществ с катализатором и последующим восстановлением катализатора, [c.362]

Адсорбционные явления, начиная с физико-механической адсорбции на поверхности раздела фаз и кончая капиллярной конденсацией, представляют сложную совокупность физических, химических и физико-химических процессов. В настоящее время нет единой теории, объединяющей все частные случаи сорбции на общей основе. Теория сорбции подразделяется на молекулярную, сорбцию Ленгмюра, основанную на валентной природе адсорбционных сил электрическую теорию адсорбции полярных молекул (теорию зеркальных сил, квантовомеханический учет дисперсионной составляющей адсорбционных сил) капиллярную конденсацию полимолекулярную адсорбцию Брунауера — Эммета — Теллера, теорию Юра — Гаркинса [25, 44, 69]. [c.66]

БЭТ. В этой теории дополнительным допущением к тем, которые были положены в основу вывода уравнения изотермы Ленгмюра, является представление об образовании на поверхности адсорбента последовательных комплексов адсорбционных центров с одной, двумя, тремя п так далее молекулами адсорбата. [c.119]

При адсорбции газов и паров на поверхности многих адсорбентов образуется полимолекулярный адсорбционный слой. В этих случаях теория Ленгмюра неприменима и для различного рода расчетов пользуются теориями БЭТ, Поляни, Дубинина и др. [c.28]

По теории Ленгмюра молекулы адсорбтива, притянутые к отдельным активным точкам, между собой не взаимодействуют. Однако прн накоплении в адсорбционном слое молекул веществ, обладающих высокой молекулярной массой, между ними могут возникнуть значительные силы сцепления. В этом случае уравнение Ленгмюра дает неверные результаты. В ряде случаев, в частности при применении пористых адсорбентов, таких, как уголь, силикагель и др., формула Фрейндлиха дает лучшие результаты, чем уравнение Ленгмюра. [c.352]

Имеется несколько теорий физической адсорбции, из которых рассмотрим прежде всего теорию мономолекулярной адсорбции. Теория эта была предложена в 1915 г. американским ученым Ленгмюром, но, как отмечает сам Ленгмюр, им использованы представления об адсорбционных силах, впервые выдвинутые русским ученым Л. Г. Гурвичем. [c.88]

Уравнение Ленгмюра и сделанные в этой теории допущения не всегда согласуются с опытом. Существуют более точные уравнения изотерм адсорбции, учитывающие возможную неоднородность адсорбционных центров, взаимодействие адсорбированных молекул, пористую структуру поверхности адсорбента и другие факторы. [c.354]

С. Брунауэр, П. Эммет и Е. Теллер (1935—1940) создали наиболее общую теорию полимолекулярной адсорбции (сокращенно — теорию БЭТ), в которой описание процессов адсорбции увязывается с представлениями и методами статистической физики. Используя ряд положений теории Ленгмюра, они сделали дополнительное допущение об образовании на поверхности адсорбента последовательных комплексов между адсорбционным центром и одной, двумя, тремя и т. д. молекулами газа. Адсорбция рассматривается как ряд последовательных квазихимических реакций со своими константами равновесия. На активных центрах поверхности адсорбента могут образоваться конденсированные полимолекулярные слои. Авторы теории на основе уравнения изотермы адсорбции Ленгмюра получили приближенное уравнение полимолекулярной адсорбции, которое щироко применяется для определения удельной поверхности адсорбентов и теплоты адсорбции. [c.338]

Для описания адсорбционного слоя Штерн использовал идею, выдвинутую И, Ленгмюром ири разработке теории адсорбции. [c.92]

Рассмотрим относительно простой случай адсорбции, который объясняется теорией Ленгмюра. В этой теории предполагается, что 1) на поверхности адсорбента имеется ограниченное количество адсорбционных центров—участков, на которых происходит адсорбция 2) [c.273]

В соответствии с теорией Ленгмюра на поверхиости сорбента находится силовое поле, которое способно притягивать молекулы посторонних веществ, причем образуется мономолекулярный слон адсорбированных молекул. Между поверхностью адсорбента и средой устанавливается подвижное адсорбционное равновесие, определяемое равенством скоростей адсорбции и десорбции молекул. [c.276]

Со времени появления теории адсорбции Ленгмюра было предложено много видоизменений его теории и других объяснений адсорбционного процесса. Чаще в этих теориях идет речь об ином толковании природы адсорбционных сил и о толщине адсорбционного слоя. В частности, при адсорбции газообразных и растворенных веществ на пористых адсорбентах, особенно при больших концентрациях, [c.288]

Наряду с этими двумя константами Vm и k2, содержащимися в уравнениях Ленгмюра и БЭТ, выражение изотермы адсорбции де Бура включает и третью константу ki. Она характеризует не учтенное в прежних теориях взаимодействие между молекулами адсорбата (тангенциальную когезию), определяемое константой а уравнения Ван-дер-Ваальса. Учет этого взаимодействия, необходимый для полноценного описания адсорбционного процесса, является, несомненно, достоинством теории де Бура. [c.172]

Наряду с соотношениями, основанными на теории объемного заполнения пор, для описания адсорбционного равновесия используют ряд других уравнений, среди которых наиболее известно уравнение Ленгмюра [c.194]

Обнаружившееся соответствие между теориями адсорбции Гиббса и Ленгмюра на самом деле является чисто внешним и порождает множество вопросов. Прежде всего, адсорбция как поверхностный избыток не может оставаться постоянной после достижения ею некоторой величины Г, , которую формула (3.4.8) связывает с полным заполнением мономолекулярного адсорбционного слоя плотно упакованными молекулами ПАВ. Образование такого слоя означает, что далее он уже не может изменяться при увеличении концентрации раствора. [c.580]

Количественная сторона теории Штерна сводится к двум приведенным ниже уравнениям, первое из которых есть уравнение изотермы адсорбции Ленгмюра, отнесенное к ионам /-го вида, а второе связывает константу к, адсорбционного равновесия этих ионов с потенциалом IV = I КТ в плоскости адсорбции и энергией Ф, их специфического взаимодействия с поверхностью [c.602]

Влияние энергетической неоднородности поверхности катализатора. На практике имеют место отклонения от закономерностей адсорбционных и каталитических процессов теории идеального адсорбированного слоя Ленгмюра. Наиболее часто имеет место энергетическая неоднородность поверхности катализатора. Учет энергетической неоднородности поверхности приводит к необходимости интегрирования вкладов медленных (лимитирующих) стадий в выражениях для скоростей образования компонентов в результате гетерогенных каталитических реакций Ri. При этом считается, что на каждом элементарном участке поверхности выполняется закон действующих поверхностей с соответствующими данному элементарному участку поверхности теплотами адсорбции и энергиями активации реакций (см. гл. 1 ). в качестве примера рассмотрим модель 1. В этом случае для идеального адсорбированного слоя имеем [c.88]

Фундаментальным вкладом в учение об адсорбции явилась теория Ленгмюра. Эта теория позволяет учесть наиболее сильные отклопеппя от закона Генри, связанные с ограниченностью адсорбционного объема или иоверхности адсорбента. Ограниченность этого параметра приводит к адсорбционному насыщению поверхности адсорбента по мере увеличения концентрации распределяемого вещества. Это положение является основным в теории Ленгмюра и уточняется следующими допущениями [c.114]

Мы рассмотрели кратко две теории адсорбции — теорию мономолекулярной адсорбции Ленгмюра и теорию полимолекулярной адсорбции Поляни, на первый взгляд исключающие друг друга. Возникает вопрос, какая из этих теорий более правильна На это следует ответить, что обе теории ограничены в применении. В зависимости от природы адсорбента и адсорбтива и в особенности от условий адсорбции в одних случаях приложима одна, а в других—другая теория адсорбции. Теория Поляни применима только к явлениям чисто физической адсорбции. Теория Ленгмюра охватывает с известными ограничениями явления как физической, так и химической адсорбции. Однако теория Ленгмюра не может быть применена для объяснения адсорбции на тонкопористых адсорбентах, имеющих сужающиеся поры. В местах сужения, вследствие аддитивности дисперсионных сил, адсорбционный потенциал более высок и в таких местах происходит более интенсивная адсорбция. Это особенно заметно при температурах ниже критической температуры адсорбтива, т. е. при адсорбции паров, которые в этом случае заполняют наиболее узкие места капилляров в виде жидко-сти. Применение уравнения Ленгмюра к адсорбции тонкопористыми адащ1 ещ ами, имеющими поры с сужениями, затрудни-тельнигКбнечно, формально, уравнением Ленгмюра можно описать [c.96]

При сопоставлении ряда вопросов ионного обмена и адсорбционной теории Ленгмюра [312] оказалось, что, помимо единственной работы по обмену ионов на катионообменной смоле суль-фокислотного типа, попыток применить теорию Ленгмюра к равновесию ионного обмена практически не делалось. Для случая хемосорбции газа, например кислорода вольфрамом, уравнение Ленгмюра принимает вид [c.19]

Наиболее теоретически ра работаннон является модель ССЕ с ядром из поры, различные состояния которой приведены на рис. 10. Формирование адсорбционно-сольватного слоя происходит самопроизвольно за счет поверхностных сил ядра с выделением при этом обычно тепла. Поверхностные силы при физической адсорбции имеют ту же природу, что и силы межмолекулярного взаимодействия. В настоящее время, наиболее признанной, позволяющей аналитически описать -образную форму изотермы адсорбции является теория БЭТ (Брунауэр— Зммет — Теллер). По своей сути адсорбция по Ленгмюру соответствует модели ССЕ, когда / /л- О, а по Поляни — когда /г/г оо (рис. 11). Адсорбция при наличии высокодисперсных пор в адсорбенте сопровождается фазовым переходом — капиллярной конденсацией. Воздействуя различными способами на пористость твердых тел в процессе их получения и существенно изменяя условия нх применения путем варьирования давления, температуры и введения различных добавок, удается регулировать высоту межфазного слоя И на поверхности пористого тела (рис. 12). [c.77]

Для гюлучения уравнения изотермы обратимся к основному положению теории Ленгмюра. Примем, что при адсорбции происходит квазихимическая реакция между распределяемым компонентом и адсорбционными центрами поверхности [c.114]

Ранее отмечалось, что размеры ыикропор соизмеримы с разме рами адсорбируемых молекул. В отлпчпе от ленгмюровского моиослоя в микропорах молекулы, расположенные главным образом вдоль поры, взаимодействуют друг с другом подобно взаимодействию прп образовании полимолекулярного слоя в отличие же от последнего большинство молекул в микропорах находится в непосредственном контакте со стенками поры. Поэтому ни теория БЭТ, ИИ теория Ленгмюра для процесса адсорбции микропористыми телами не применимы. Имеется в виду, конечно, не формальное применение уравнений, а, главным образом, получение правильных значений постоянных параметров уравнений, имеющих определенный физический смысл. В микропорах происходит объемное заполнение адсорбционного пространства, и поэтому оказалось более удобным взять за основной геометрический параметр адсорбента не поверхность, а объем микропор. [c.140]

Ленгмюра уравнение адсорбции (160—163) описывает равновесие на однородной поверхности адсорбента при отсутствии межмолекулярных взаимодействий адсорбата. В качестве параметра содержит константу адсорбционного равновесия 6. Особое значенне в теории адсорбции имзет в связи с тем, что его [c.311]

Вопросы адсорбции ПАВ весьма широко освещены во многих работах [51, 78, 63, 79, 69, 80, 81, 82, 83 и др.]. Изучение процессов адсорбции ПАВ в разное время проводили многие видные ученые из отечественных — П. А. Ребиндер, И. И. Кравченко, Г. А Бабалян, А. Н. Фрумкин, Б. В. Ильин, П. Д. Шилов, из зарубежных — Нернст, Гаруа, Лангмюр и др. Адсорбционные явления представляют собой сложную совокупность физических, химических и физико-химических процессов. Природу адсорбции пытались описать многими теориями. Наиболее известны следующие теория с позиций электрохимии, основанная на адсорбции полярных молекул, теория капиллярной конденсации теория Юре — Гаркинса теория молекулярной адсорбции Ленгмюра и др. [c.74]

Еслц принять, что после удаления адсорбата из объема адсорбционных полостей оставшиеся молекулы образуют мономолекулярный слой в отсутствие взаимодействия между адсорбированными молекулами, т. е. в соответствии с теорией Ленгмюра, то в последующем скорость десорбции может быть определена из следующего уравнения [c.194]

Следует предостеречь еше от одной распространенной ошибки, встречаюшейся при интерпретации теории Ленгмюра. Обычно она возникает при попытке теоретически вьшислить константу адсорбционного равновесия на основе предположения, что количество молекул в адсорбционном слое Ленгмюра можно найти путем умножения концентрации молекул возле поверхности на толщину мономолекулярного слоя (или интегрированием концентрации по толщине, что не меняет сути дела). Ошибка здесь в том, что адсорбционный слой Ленгмюра как операнд математических выражений не имеет толщины это двухмерный объект — геометрическое место точек, представляющих центры закрепленных на поверхности молекул. Расстояние между этими центрами в силу конечного и определенного размера молекул сорбата равно некоторому эффективному радиусу молекулы (длина адсорбционной связи) — они могут располагаться только в одной плоскости с нулевой толщиной. Монослой имеет физическую толщину, равную размеру адсорбированных молекул, но это не значит, что число молекул в этом слое можно вычислять умножением концентрации молекул возле поверхности на физическую толщину слоя, что означало бы, что центры адсорбированных молекул могут находиться на любом расстоянии от поверхности, в том числе равном нулю. Следовательно, молекулам приписывается неопределенный размер. Это является чисто математической стороной ошибки. Кроме того, упомянутый выше способ вычисления количества адсорбированного вещества неявным образом подменяет адсорбцию ио Ленгмюру на адсорбцию по Гиббсу (поверхностный избыток). [c.557]

Отсутствие аналитического описания изотермы адсорбции является с прикладной точки зрения недостатком теории полимолекулярной адсорбции. Этот недостаток устранен в теории БЭТ (Брунауэра, Эммета, Теллера), которая использует кинетический вывод уравнения изотермы адсорбции теории Ленгмюра, но дополняет его положением о том, что каждая адсорбированная молекула также является активным центром адсорбции. В связи с этим положением энергия адсорбции включает в себя энергию конденсации газа (энергию адсорбции молекул газа самого на себе), что придает сходство этой теории с потенциальной теорией и обеспечивает полимолекулярность адсорбции. Уравнение изотермы адсорбции получается путем суммирования изотерм для первого, второго и т. д. адсорбционных слоев, причем величина адсорбции при данном давлении в предыдущем слое играет роль адсорбционной емкости текущего слоя. Результатом такого су ммиро-вания является уравнение [c.558]

Обсуждавшиеся выше детали не имеют решающего значения при описании адсорбции и натяжения растворов технических ПАВ, как правило, нолуколлоидных, классическим примером которых можно считать многочисленный отряд моющих средств, включая обычное мыло (олеат натрия или калия). В этих случаях используются вещества с очень высокой поверхностной активностью, благодаря чему они насыщают адсорбционный монослой при весьма низких концентрациях раствора. К тому же они ограниченно растворимы, и поэтому в интервале тех концентраций ПАВ, которые представляют интерес, количественное различие между поверхностным избытком (адсорбцией но Гиббсу) и полным количеством компонента в поверхностном слое (адсорбцией по Ленгмюру) становится, согласно уравнению (3.4.11), незначительным. По этой причине ход трех кривых на рис. 3.24 практически совпадают. Вместе с тем и для теории, и для ряда нетрадиционных областей применения ПАВ актуальной задачей остается устранение обнаружившейся неоднозначности изотерм натяжения и адсорбции. Для ее решения можно воспользоваться рядом соображений [c.581]

Кроме того неоходимо учитывать особенности поверхности твердых веществ, в частности их химическую природу, свойства активных центров поверхности и конкурентоспособность компонентов раствора за эти центры. Основой количественного описания могут тогда служить теории Ленгмюра, БЭТ, а также потенциальная теория Поляни, оперирующая усредненным адсорбционным потенциалом центров. [c.588]

Идеальный адсорбированный слой. Основные предположения. В рамках теории идеального адсорбированного слоя Ленгмюра [35] учитывается детальный механизм протекания гетерогенных каталитических реакций на поверхности. При этом предполагается, что адсорбция частиц ограничивается одним слоем. Основными допугцениями этой теории являются также на поверхности имеется конечное и не изменяюш,ееся в ходе процесса число активных мест, каждое из которых может адсорбировать одну частицу места энергетически равноценны и одинаково доступны для адсорбции между адсорбированными частицами отсутствует какое-либо физическое взаимное влияние, приводягцее к изменению характера и прочности адсорбционной связи кинетика реакций в идеальных адсорбированных слоях определяется законом действующих поверхностей. При исследовании аэродинамического нагрева обычно предполагается, что каталитические реакции протекают стационарно. [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология