Теория адсорбции потенциальная

Существует несколько теорий для объяснения процесса адсорбции. Наибольшее распространение получили химическая теория (уравнение Лэнгмюра) и потенциальная теория (уравнения Дубинина). Подробнее о теории адсорбции см. [ХМ-Х1-8]. [c.717]

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ АДСОРБЦИИ И ТЕОРИЯ ОБЪЕМНОГО ЗАПОЛНЕНИЯ МИКРОНОР [c.223]

В 1914 г. венгерский физико-химик М. Поляни предложил совершенно оригинальную модель адсорбции газа на твердом адсорбенте. Эта модель получила название потенциальная теория адсорбции . [c.223]

Дальнейшее развитие учения об изотерме адсорбции. Теория полимолекулярной адсорбции 16. Потенциальная теория адсорбции и теория объемного запол нения микропор. . . [c.460]

Наличие капилляров со стенками, смачивающимися адсорба-том, приведет к конденсации ненасыщенного по отношению к плоскости жидкости пара. Это явление и определяет капиллярную конденсацию. При заданном значении концентрации заполняются все капилляры, радиус которых меньше заданного критического . Как и в потенциальной теории адсорбции, теория капиллярной конденсации приводит к возможности предсказания одной изотермы по другой. [c.308]

Константа Генри К отражает, как уже отмечалось, межмолекулярные взаимодействия адсорбат — адсорбент. Чтобы связать эту макроскопическую характеристику с потенциальной энергией межмолекулярного взаимодействия, зависящей от структуры молекулы адсорбата и структуры адсорбента, надо привлечь молекулярно-статистическую теорию адсорбции. Таким путем измеряемые в термодинамических исследованиях макроскопические величины можно интерпретировать на молекулярном уровне. Главная задача будет состоять в молекулярно-статистическом расчете Ki и ее зависимости от температуры. [c.160]

Уравнение БЭТ описывает адсорбцию пара на плоской поверхности. Наличие тонкой неоднородной пористости приводит к особенностям, которые описываются потенциальной теорией адсорбции Поляна и теорией капиллярной конденсации. [c.396]

В соответствии с потенциальной теорией адсорбции М. Поляни и работами С. Брунауэра, П. Эммета, О. Теллера и др. адсорбционные слои имеют полимолекулярный характер. Толщина их определяется равновесием между силами ориентации, затухающими по мере удаления от поверхности, и энергией теплового движения, господствующей в свободном объеме. Связывание воды при удалении от поверхности изменяется по экспоненциальному закону. Расстояние до того эквипотенциального уровня, на котором устанавливается это равновесие, является толщиной переходного (адсорбционного) слоя. Согласно М. Поляни, в этой области действуют закономерности гравитационного поля. Потенциал его в любой точке не зависит от температуры и присутствия посторонних молекул. Толщина адсорбционного слоя достаточна, чтобы приложить к нему уравнение состояния и термодинамические методы расчета. [c.31]

Применив потенциальную теорию адсорбции для обработки экспериментальных данных, авторы работы [125] показали, что [c.423]

Известно, что молекулы газа вблизи поверхности твердого тела находятся под действием потенциала, который способствует увеличению концентрации молекул газа вблизи поверхности по сравнению с их концентрацией в газовой фазе, т. е. вызывает явление адсорбции. Применение потенциальной теории адсорбции к катализу реакции конверсии метана с водяным паром позволяет получить такое уравнение. Рассмотрим ряд общих положений потенциальной теории. [c.69]

Равновесные зависимости описываются рядом эмпирических и теоретических уравнений. Наиболее плодотворной для описания равновесия адсорбционных процессов оказалась теория объемного заполнения пор, явившаяся развитием потенциальной теории адсорбции. [c.193]

В монографии описаны способы получения практически важных адсорбентов с близкими к однородным поверхностями, их адсорбционные свойства и применение в хроматографии. Рассмотрены общие уравнения термодинамики адсорбции и уравнения, основанные на различных моделях адсорбционного слоя. Приведены способы расчета термодинамических характеристик адсорбции из опытных данных но газовой хроматографии, изотермам п теплотам адсорбции. Изложена молекулярно-статистическая теория адсорбции и теория межмолекулярных взаимодействий при адсорбции. Рассмотрены результаты расчетов адсорбционных равновесий для простых и сложных молекул на основе атом-атомных потенциальных функций межмолекулярного взаимодействия. [c.2]

Предельный случай физически однородной поверхности представляет математически или энергетически однородная поверхность. При этом пренебрегают периодическим изменением потенциальной энергии молекулы при ее движении вдоль поверхности и принимают, что потенциальная энергия молекулы при таком перемещении не изменяется. Такая упрощенная модель очень удобна для теоретических исследований адсорбции и поэтому широко используется в теории адсорбции. Действительно, физически однородные поверхности часто в достаточно хорошем для многих задач приближении можно рассматривать и как математически однородные. [c.15]

Кроме практического значения для газовой хроматографии изучение адсорбции на фталоцианинах представляет интерес для молекулярной теории адсорбции, так как для этих кристаллов возможен расчет потенциальных функций адсорбированных молекул [382]. [c.80]

Потенциальная теория адсорбции уже давно развивается независимо от термодинамического метода Гиббса. Ее характерной чертой является строгое пространственное разграничение адсорбента и адсорбата (наличие граничной поверхности здесь необходимо) и рассмотрение адсорбента лишь как источника внешнего поля (адсорбционного потенциала), а адсорбата— как систему во внешнем поле. Естественно, потенциальная теория имеет свои практические трудности. Строгий статистический расчет плотности адсорбата удается проделать лишь для области на некотором удалении от поверхности адсорбента в рамках асимптотической теории [9—11]. [c.180]

Общее описание адсорбции с точки зрения молекулярной теории адсорбции дает статистическая термодинамика адсорбции. Она в принципе позволяет термодинамические характеристики адсорбционных систем выразить через потенциальную энергию V адсорбированных молекул, т. е. через потенциальную энергию взаимодействия молекул адсорбата с поверхностью адсорбента Ф и друг с другом [/. Это необходимо как при расчетах термодинамических характеристик адсорбции на основании величин V, так и при решении обратной задачи (при определении V из опытных адсорбционных данных). [c.12]

Наиболее трудной, но и наиболее важной проблемой в молекулярной теории адсорбции является определение потенциальной энергии V адсорбированных молекул в зависимости от их координат. Природа сил физического (вандерваальсового) взаимодействия молекул адсорбата с поверхностью твердого тела и друг с другом в общем известна [44—46]. Потенциальная энергия этих взаимодействий в принципе может быть вычислена методами квантовой механики. Однако ввиду огромных математических трудностей строгие расчеты этой энергии пока практически невозможны. На современном этапе развития квантовая механика дает нам только приближенный вид функции V для этих взаимодействий и приближенные формулы для оценки констант сил притяжения на основании физических свойств взаимодействующих силовых центров или объемных фаз. [c.17]

А. В. Киселев (Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, химический факультет Институт физической химии АН СССР, Москва). Б статье Д. П. Пошкуса [1] указаны два этапа расчетов на основе молекулярной теории адсорбции — нахождение потенциальных функций Ф и статистический расчет констант равновесия, вириальных коэффициентов, теплот и энтропий адсорбции и теплоемкостей адсорбата. [c.78]

Если проследить развитие наших представлений об адсорбции в микропорах, то исторически корни этих представлений лежат в так называемой потенциальной теории адсорбции М. Поляни. [c.383]

Предложенные теории адсорбции исходят как из представлений о химическом взаимодействии между адсорбируемым веществом и поглотителем и мономолекулярной адсорбции (Лэнгмюр), так и допущения о притйжении молекул поглощаемого вещества к поверхности адсорбента с силой, пропорциональной адсорбционному потенциалу е в данной точке (потенциальная теория Эйкена и Поляни). При этом величина е выражает работу, совершаемую адсорбционными силами при перемещении одной молекулы поглощаемого вещества иа бесконечности в данную точку адсорбционного пространства. Таким [c.567]

М. М. Дубинин показал, что потенциальная теория адсорбции дает возможность вычислить изотермы адсорбции различных паров на одном и том же адсорбенте по характеристической кривой, полученной из изотерм адсорбции одного пара, так как соотношение адсорбционных потенциалов различных паров практически не зависит от адсорбционного объема. Из этого следует, что координаты точек характеристических кривых для разных адсорбтивов в случае одного и того же адсорбента при всех значениях адсорбционного объема находятся в постоянном отношении р, т. е. эти кривые являются афинными. Отношение р называется коэффициентом афинности характеристических кривых. Отсюда следует, что построив характеристическую кривую по экспериментальной изотерме адсорбции одного адсорбтива и зная соответствующий коэффициент афинности для какого-нибудь другого адсорбтива, можно найти изотерму адсорбции для этого второго адсорбтива. [c.96]

Уравнение БЭТ передает адсорбцию пара на плоской поверхности. Наличие тонкой неоднородпой пористости приводит к особенностям, которые описывают потенциальная теория адсорбции Поляни и теория капиллярной конденсации. [c.306]

Толчком к развитию теории объемного заполнения микропор послундала так называемая потенциальная теория адсорбции , которая разрабатывалась Поляни и его учениками в период 1916—1928 гг. Основные идеи этой теории заключаются в следующем. Поляни принимает допущение о послойном заполнении поверхности пор, в результате чего на стенках пор образуется адсорбционная пленка. Адсорбированное вещество рассматривается в качестве конденсированной жидкой фазы, свойства которой принимаются тождественными свойствам объемной жидкой фазы адсорбтива. Поверхность адсорбционной пленки считается эквипотенциальной, т. е. отвечающей одному и тому же значению адсорбционного потенциала. Под адсорбционным потенциалом понимают работу, совершаемую адсорбционными силами при переносе одного моля адсорбтива из равновесной газовой фазы давлением р на поверхность адсорбционной пленки, давление над которой принимается равным давлению насыщения пара адсорбтива р при рассматриваемой температуре Т. Адсорбционный потенциал е, отвечающий объему адсорбционной пленки [c.74]

Изложен материал обзорного характера по промышленным контактным массам процесса конверсии метана водяным паром в трубчатых реакторах. Дана критическая оценка качества используемых контактов. Рассмотрена кинетика парофазной конверсии метана с позиции потенциальной теории адсорбции. [c.278]

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]

Получение и исследование адсорбентов с хорошо воспроизводимыми свойствами и с возможно более однородной поверхностью в последнее десятилетие приобретает все большее значение как для развития молекулярной теории адсорбции [1—34], так и для практических применений в адсорбционной хроматографии [И, 18, 20, 25, 26, 33—49]. Термодинамические адсорбционнце свойства таких адсорбентов могут быть представлены в виде характеризующих систему адсорбат — адсорбент физико-химических констант [7, 11, 21, 24, 33, 44—49]. Только такие константы, неосложненные не-воспроизводимостью строения поверхности адсорбента и влиянием сильной и неконтролируемой ее неоднородности, могут быть использованы для установления основных закономерностей проявления межмолекулярных взаимодействий адсорбат — адсорбент и адсорбат — адсорбат в создаваемом адсорбентом поле межмолекулярных сил. Используя такие физико-химические константы, можно исследовать потенциальные функции межмолекулярного взаимодействия при адсорбции [10, 16, 22, 50, 51], а также исследовать некоторые детали строения молекул [18, 33, 34, 40]. Кроме того, такие характеристики адсорбционных систем позволяют идентифицировать неизвестные вещества методом адсорбционной хроматографии (И, 33, 34]. [c.13]

Получение из эксперимептальпых данных по адсорбционному равновесию термодинамических характеристик адсорбции для ряда молекул близкого и разного состава и строения необходимо как для практических применений, так и для развития молекулярной теории адсорбции и межмолекулярных взаимодействий вообще. Во-первых, термодинамические характеристики являются опорными для определения соответствующих величин для экспериментально не изученных веществ, что, в частности, помогает идентифицировать неизвестные вещества в адсорбционной хроматографии. Во-вторых, эти данные нужны для определения атом-атомных потенциальных функций межмолекулярного взаимодействия и теоретического расчета термодинамических характеристик адсорбции на основании структуры молекулы адсорбата и строения адсорбента (см. гл. X). Наконец, в-третьих, эти данные нужны для решения обратных задач, т. е. при известных атом-атомных потенциальных функциях межмолекулярного взаимодействия экспериментальные термодинамические характеристики адсорбции позволяют сделать заключение о структуре молекулы адсорбата (подробнее об этом см., например, разд. 4 гл. X). В этой главе рассмотрены полученные из экспериментальных данных термодинамические характеристики адсорбции на графитированной термической саже при малом (нулевом) заполнении поверхности. Основная литература по экспериментальному исследованию адсорбции на графитированных термических сажах была указана в разд. 1 гл. П. Поэтому здесь даются ссылки лишь на те работы, в которых были получены, наиболее точные данные, использованные для определения термодинамических характеристик адсорбции при нулевом заполнении поверхности. [c.180]

Результаты экспериментального исследования адсорбции моно- и яолигалогенпроизводных углеводородов, помимо значения для идентифицирования в аналитической газовой хроматографии, необходимы для дальнейшего развития мо.лекулярно-статистической теории адсорбции и межмолекулярных взаимодействий. Эти результаты можно использовать для полуэмпирического определения модели атом-атомной потенциальной функции межмолекулярного взаимодействия атом галогена (в соответствующих производных углеводородов) — атом углерода в графите. Такое определение потенциальных функций межмолекулярного взаимодействия атом углерода углеводорода — атом углерода графита и атом водорода углеводорода — атом углерода графита сделано в гл. X. [c.197]

Как было показано выше, помимо еще не преодоленных трудностей точного вычисления положения поверхности натяжения, существуют принципиальные трудности, связанные с неирименимостью метода поверхности натяжения к целому ряду случаев адсорбционного равновесия с участием твердых адсорбентов. В частности, этот метод не применим к случаю пористых (в особенности, мелкопористых) адсорбентов, ввиду их сложного состояния напряжения, не говоря уже о том, что метод поверхности натяжения в случае малых радиусов кривизны вообще применим лишь к поверхностям сферической формы. Все это приводит к необходимости использования потенциальной теории адсорбции. [c.180]

Теория адсорбции в микропорах была развита М. М. Дуби-шым, Л. В. Радушкевичем, В. А. Астаховым и др. [153—156]. га теория (как и потенциальная теория Поляни) основана на редставлении о температурной инвариантности характеристи-1еского уравнения адсорбции, выражающего распределение степени заполнения объема адсорбционного пространства микропор по дифференциальной молярной работе адсорбции. Это уравнение имеет следующий вид [c.65]

При более высоких заполнениях поверхности статистическая теория адсорбированного вещества в сущности является статистической теорией конденсированной фазы во внешнем потенциальном поле. В этой области заполнений поверхности практически полезные статистические выражения получен ,I только для определенных моделей состояния адсорбированных молекул. Отказ от моделей приводит к слишком сложным и, следовательно, практически неприменимым выражениям. Необходпма дальнейшая разработка статистической теории адсорбции при более высоких степенях заполнения поверхности. [c.20]

Наиболее важная, но и наиболее трудная задача в молекулярной теории адсорбции — определение потенциальной функции Ф взаимодействия молекул с поверхностью твердого тола. При однозначном определении этой функции Ф из опытных адсорбционных данных и при строгих ее квантовомеханических расчетах встречаются серьезные трудности. Вместе с тем приближенные, основанные на достижениях полуэмппрической теории межмолекулярных взаимодействий, расчеты потенциальных функций Ф для взаимодействия молекул разного строения с однородной поверхностью многих твердых тел, использующие физико-химические свойства адсорбата и адсорбента, приводят к значениям термодинамических характеристик адсорбции, находящимся в удовлетворительном согласии с опытом. Особенно хорошие результаты получены при взаимодействии различных молекул с поверхностью неполярных твердых тел — неспецифическнх адсорбентов, когда основными силами притяжения являются дисперсионные. В случае сложных молекул, состоящих из нескольких сортов силовых центров, например молекул углеводородов, для повышения точности приближенных расчетов Ф в настоящем этапе, по-видимому, целесообразно производить уточнение параметров потенциальных функций ф взаимодействия силовых центров молекулы с поверхностью, используя опытные адсорбционные данные для небольшого числа молекул, состоящих из тех же силовых центров. Эти уточненные потенциальные функции ф далее могут быть использованы для предсказания энергий и термодинамических характеристик адсорбции других молекул, состоящих из этих же силовых центров на том же адсорбенте. [c.20]

Для развития молекулярной теории адсорбции необходимы экспериментальные значения термодинамических характеристик адсорбции разных молекул на однородных поверхностях различной природы в широком температурном интервале. Особый интерес представляют опытные данные при низких заполнениях поверхности 0, так как они наиболее просто связаны с потенциальными функциями взаимодействия молекул адсорбата с поверхностью и друг с другом и, следовательно, прощз всего могут быть использованы для сопоставления разных молекулярных теорий с опытом. Вместе с тем температурный интервал и точность имеющихся в литература опытных адсорбционных данных при низких 0 все еще недостаточны. Особенно низка точность опытных значений энтропии адсорбции и практически нет опытных значений теплоемкости адсорбированных молекул при нязкях 9, которые необходимы для экспериментальной проверки и уточнения вида [c.20]

А. И. Китайгородский, К. В. Мирская (Институт элементоорганических соединений АН СССР, Москва). Как отмечено в докладе Д. П. Пошкуса (стр. 9), наиболее важной проблемой в молекулярной теории адсорбции является определение потенциальной энергии адсорбированных молекул в зависимости от их координат. При адсорбции неполярных молекул на неполярном твердом теле энергия взаимодействия молекул с поверхностью и друг с другом наиболее просто может быть рассчитана путем введения полуэмпирических потенциальных функций для взаимодействия частиц. Основываясь па теории дисперсионных сил Лондона [1] и следуя Мюллеру [2], А. В. Киселев и Д. П. Пошкус с соавторами провели ряд вычислений энергии адсорбции органических молекул на графите по аддитивной схеме, рассматривая молекулу и графитовую сетку как совокупность силовых центров и подбирая полуэмиириче-ские параметры в потенциалах для разного рода таких центров. В качестве силовых центров авторы выбирали либо целые молекулы (как в метане), либо группы атомов (СН, СНа, СНз), либо отдельные атомы (С и Н), не отдавая предпочтения ни одной из этих моделей. [c.55]

В. А. Бакаев (Институт физической хцмии АН СССР, Москва). Вычисления, проведенные к настоящему времени [1], показывают, что потенциальная энергия молекулы в полости цеолита, обычно называемая адсорбционным потенциалом, в значительной степени определяется распределением электростатического потенциала в пустой полости цеолита. В теории адсорбции нас интересует электростатический потенциал ф в тех точках полости цеолита, где плотность электрического заряда равна нулю, т. е. справедливо уравнение Лапласа Аф = 0. Для описания поля потенциала в полости цеолита воспользуемся тем же приемом, который применяют в теории кристаллического поля [2]. [c.67]

Таким образом, молекулярная теория адсорбции простых и сложных молекул и особенно молекулярно-статистический ее раздел в настоящее время могут опираться па такие нолуэмпирические аддитивные потенциальные функции. Этот путь позволяет как истолковать наблюдаемые различия в адсорбции разных молекул на различных адсорбентах, так и предсказать поведение разных молекул на многих адсорбентах с удовлетворительной точностью. В. Ф. Киселев (стр. 69) полагает, что энергии неспецифической адсорбции не зависят от природы адсорбента, тогда как в действительности они изменяются в несколько раз для различных адсорбентов и могут быть как ниже, так и выше теплот конденсации, что приводит к изменению констант равновесия на несколько порядков [4]. [c.87]

Для нас особый интерес представляло бы распространение этих расчетов хотя бы для простейших случаев на идеализированные модели мик-ропор (сферы, цилиндры с типичными для микропор размерами). Важно также развитие различных путей построения статистической теории адсорбции. Эта задача многоступенчатая, и разные аспекты расчетов требуют надежных данных о потенциальной энергии адсорбированных молекул в зависимости от их координат, учета взаимодействия между адсорбированными молекулами и т. п. Так как строгие расчеты этих величин практически невозможны, то пользуются приближенными вьгаислениями без оценки возможных ошибок. В результате, строго говоря, затруднительно критическое сравнение результатов расчетов и данных опытов для предельно идеализированных систем. [c.88]

А. В. Киселев (Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, химический факультет Институт физической химии АН СССР, Москва). Теория адсорбции газов на твердых телах должна развиваться на разных уровнях в зависимости от сложности системы и поставленной задачи. Наряду с применениями классической термодинамики, ограничивающейся установлением общих связей между макроскопическими свойствами системы и дающей численные решения только при введении дополнительных, часто эмпирических соотношений, например уравнений состояния, представлений об адсорбате как об однородной жидкости ИТ. п., важно развитие теории на молекулярном уровне для объяснения наблюденных эффектов и предсказания новых для адсорбентов разной природы и молекул различной геометрической и электронной структуры. Молекулярная теория адсорбции включает два этапа молекулярно-статистическую обработку И введение потенциальных функций. Кроме этого она опирается на комплекс химических и физических методов псследова-ния химии поверхности, характера взаимодействия и состояния адсорбционных комплексов. [c.104]

Изучение химии поверхности и адсорбции представляет удобный путь исследования молекулярных взаимодействий. Регулируя геометрию и химию поверхности и изучая адсорбцию молекул разной геометрической и электронной структуры, можно исследовать взаимодействия молекул с поверхностью во всем их многообразии — от слабых вандерваальсовых до различных химических. Воспроизводимость геометрии и химии поверхности обеспечивает воспроизводимость адсорбционных свойств единицы поверхности (для тонконористых кристаллов — единицы массы). При данной температуре и концентрации объемной фазы адсорбционные свойства таких адсорбентов зависят только от строения их поверхности и скелета. Задачей молекулярной теории адсорбции является установление количественных характеристик системы адсорбент — адсорбат на основании свойств молекулы адсорбата и свойств адсорбента. Эта задача решается методами молекулярной статистики и теории межмолекулярных взаимодействий. Молекулярно-статистическая теория позволяет характеризовать термодинамические свойства адсорбционной системы, выражая потенциальную энергию молекулы адсорбата в поле адсорбента в зависимости от всех ее координат. Однако при этом встречаются затруднения, связанные с отсутствием общего выражения для потенциальной функции в случае сложного межмолекулярного взаимодействия на коротких расстояниях. Поэтому чем сложнее это взаимодействие, тем важнее получить о нем до полнительную информацию с помощью комплекса различных экспери ментальных методов, в частности, спектроскопических. [c.132]

Потенциальная теория адсорбции, В потенциальной теории определяющую роль играют физические силы взаимного притяжения между молекулами (вандерваальсо-вы). Эти силы, называемые дисперсионными, имеют общий характер и [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология