Газы, адсорбция уравнение состояния

Между тем очевидно, что при достаточном разбавлении любое адсорбированное вещество ведет себя независимо от его двухмерной подвижности как двухмерный идеальный газ с уравнением состояния тгО = RT. В соединении с уравнением Гиббса это является одним из доказательств (если только они нужны) линейности начала изотермы адсорбции на однородной поверхности. [c.240]

Существующие методы измерения адсорбции газов и паров на твердых адсорбентах обладают существенными недостатками и ограничениями. Один из недостатков объемных методов — необходимость пользоваться для вычисления адсорбции уравнением состояния газа или пара. Эти вычисления вносят в результаты прецизионных измерений трудно контролируемую ошибку, обусловленную отступлением реальных газов и паров от законов идеальных газов. Кроме того, для проведения точных измерений объемные методы требуют очень тщательного калибрирования всей аппаратуры, достаточно совершенного термостатирования и точного измерения исходных и равновесных значений давления. Особенно большие затруднения возникают при изучении адсорбции парообразных веществ с малыми значениями упругости насыщенного пара. [c.384]

Согласно потенциальной теории сфера действия сил притяжения при адсорбции довольно велика и на поверхности адсорбента удерживается несколько слоев молекул адсорбированного вещества. Плотность этого полимолекулярного слоя непрерывно уменьшается по мере удаления от адсорбирующей поверхности. Наи- более сжатым является первый адсорбированный слой, расположенный непосредственно на новерхности адсорбента. К адсорбированному газу приложимо уравнение состояния Ван-дер-Ваальса. Плотность и агрегатное состояние адсорбированного вещества зависят от его давления в адсорбционном объеме. [c.112]

Лэнгмюр при выводе своего уравнения считал, что силы, действующие между поверхностью и молекулами газа, являются по своей природе силами химическими. Однако в связи с тем, что закон сил не входит в это уравнение, оно с одинаковым успехом применимо как для физической адсорбции, так и для хемосорбции. Магнус предположил, что силы взаимодействия между поверхностью и газом являются электростатическими. Кроме того, он допустил, что адсорбированные на поверхности молекулы ведут себя подобно двумерному реальному газу, подчиняясь уравнению состояния, аналогичному уравнению Ван-дер-Ваальса. Эти два предположения ограничивают приложимость теории Магнуса случаем физической адсорбции. [c.129]

Таким образом, уравнение изотермы адсорбции Генри соответствует уравнению состояния идеального двумерного газа. [c.477]

ХУП, 40 а) можно найти зависимость поверхностного давления т. от величины площади 1й, приходящейся на молекулу адсорбата. На рис. ХУП, 13 представлены вычисленные из изотерм адсорбции кривые уравнения состояния для типичных случаев нелокализованной адсорбции на поверхности графитированной сажи при —78 С адсорбция без взаимодействия адсорбат—адсорбат идеальный двумерный газ, уравнение состояния (ХУП, 39)] адсорбция 5Р, сильное взаимодействие адсорбат—адсорбат, уравнение состояния (ХУП, 40а), [c.479]

Межмолекулярное взаимодействие. При изучении свойств различных веществ наряду с внутримолекулярными взаимодействиями, обусловленными действием валентных (химических) сил и характеризующимися насыщенностью, большими энергетическими- эффектами и специфичностью, следует учитывать и взаимодействие между молекулами вещества. При расширении газов, конденсации, адсорбции, растворении и во многих других процессах проявляется действие именно этих сил. Межмолекулярные силы часто называют силами Ван-дер-Ваальса (в честь ученого, который предложил уравнение состояния газа, учитывающее межмолекулярное взаимодействие). [c.135]

Уравнение изотермы полимолекулярной адсорбции (уравнение БЭТ) 2—4]. Повышение давления газа при адсорбции может существенно изменить состояние системы и вызвать появление новых закономерностей. Так, при значительном давлении [c.102]

Теория полимолекулярной адсорбции принимает, что для адсорбционного объема применимо уравнение состояния газа. Поэтому изотермы, характеризующие зависимость плотности адсорбтива р от адсорбционного объема V для разных температур, напоминают изотермы р, V. [c.95]

Как уже было показано в лекции 7, фундаментальное уравнение Гиббса (7.44) или (7.47) позволяет найти уравнение состояния адсорбированного вещества л=/(Г) из изотермы адсорбции и, наоборот, найти уравнение изотермы адсорбции из уравнения состояния. Рассмотрим нахождение изотермы адсорбции и других термодинамических характеристик адсорбционной системы газ — инертный адсорбент на основании молекулярных моделей уравнения состояния адсорбированного вещества. [c.224]

Теория полимолекулярной адсорбции принимает, что для адсорбционного объема применимо уравнение состояния газа. Поэтому изотермы, характеризующие зависимость плотности адсорбтива б от адсорбционного объема ф для разных температур, напоминают изотермы р, V. Изменение плотности адсорбтива в адсорбционном пространстве, соответствующее различным условиям опыта, показано на рис, 18. Диаграмма построена так, что ось ординат совпадает с границей адсорбент — адсорбционный объем. Для простоты поверхность считают плоской. I [c.43]

Дальнейшее интенсивное исследование области существования двумерного газа позволило Де Буру в бО-х гг. дать совершенно новую трактовку различных типов изотерм, основанную на представлении о сжимаемом монослое и предложить еще одно уравнение изотермы адсорбции [10]. Теория Де Бура является логическим развитием теории Гаркинса и Юра, основанным на тех же исходных предпосылках. В отличие от этих авторов, Де Бур использует общее уравнение состояния, охватывающее значительно более широкую область. Единство свойств адсорбционных слоев и нерастворимых пленок позволило Де Буру избрать в качестве основы двумерный аналог уравнения Ван-дер-Ваальса, применимый [см. уравнение (VII. 10)] к поверхностным пленкам [c.155]

Теория полимолекулярной адсорбции принимает, что для адсорбционного объема применимо уравнение состояния газа. По- [c.95]

В модели нелокализованной адсорбции принимается, что, во-первых, поступательное движение адсорбированных молекул в плоскости, параллельной поверхности, является свободным, и, во-вторых, что движения адсорбированных молекул перпендикулярно поверхности и в плоскости, параллельной поверхности, отделимы. В последнем случае при рассмотрении взаимодействия между адсорбированными молекулами адсорбированную фазу можно рассматривать как полностью подвижную двумерную фазу. Эта модель в теории адсорбции применяется особенно широко, так как уравнение состояния и статистическая сумма для этой модели, которые служат основой для вывода уравнения изотермы адсорбции, получаются как частные двумерные случаи более общих выражений для трехмерных объемных фаз (газов или жидкостей). Для учета взаимодействия между адсорбированными молекулами в двумерном полностью подвижном монослое используются двумерные варианты вириального уравнения состояния [c.12]

Этот метод, очевидно, в некотором отношении связан с нахождением уравнения состояния адсорбированного вещества. Используя уравнение состояния и адсорбционное уравнение Гиббса, можно получить в принципе, например, уравнение изотермы адсорбции. Однако в уравнение состояния входит полное количество вещества, а в уравнение Гиббса — избыток, так что здесь есть некоторая принципиальная несогласованность в определениях, хотя численная поправка для адсорбции газов пренебрежимо мала. В работах [13, 18—20] дано статистическое определение адсорбции в соответствии с определением Гиббса и получено вириальное разложение для газа, неидеальность которого вызвана наличием адсорбирующей поверхности. [c.26]

Главной целью работы является развитие термодинамического метода анализа состояния адсорбированного вещества в монослое и полислоях. Для этой цели изотермы адсорбции, рассчитанные по уравнениям, в основе которых имеются различные приближенные представления о состоянии адсорбированного вещества в монослое (образование ассоциатов при локализованной адсорбции, состояние двумерного реального газа, выраженное уравнением Ван-дер-Ваальса или уравнением с вириальными коэффициентами), сопоставляются с опытом. Однако в большинстве случаев такое сопоставление пе позволяет однозначно судить о состоянии адсорбата. Вместе с тем первая производная уравнения изотермы адсорбции по температуре при постоянной величине адсорбции дает выражение зависимости изостерической теплоты адсорбции от величины заполнения поверхности, вторая ке производная по температуре определяет зависимость теплоемкости адсорбата от величины адсорбции. Сопоставление независимых измерений изотермы адсорбции, теплоты адсорбции и теплоемкости адсорбата с соответствующими теоретическими зависимостями для различных моделей позволяет более строго судить о состоянии адсорбированного вещества. [c.434]

Продолжим рассмотрение случая полностью нелокализованной адсорбции (см. с. 57). Чтобы описать достаточно плотные подвижные адсорбционные слои, необходимо принять во внимание отклонения от идеальности. Фольмер 198] ввел в уравнение состояния двумерного газа поправку для учета пространства, занятого адсорбированными молекулами, по аналогии с объемной поправкой в уравнении состояния Ван-дер-Ваальса [c.128]

Лэнгмюр [54] и Темкин [72] использовали уравнение состояния двумерного газа в виде вириального разложения. В работе [72] для описания совместной адсорбции молекул двух сортов, между которыми действуют силы отталкивания, применяется следующее соотношение [c.129]

С помощью полученных выражений легко выписать уравнения для изотермы адсорбции и скоростей элементарных реакций на поверхности [72]. При этом энергии активации оказываются линейными функциями степеней заполнения, а теплоты адсорбции линейно снижаются но мере роста покрытия (при отталкивании >0, Вц >0). Линейная зависимость конфигурационных составляющих удельной мольной энтальпии адсорбции и активации от покрытий объясняется тем, что в исходном уравнении состояния двумерного газа учтено только парное взаимодействие между адсорбированными частицами. Если принять во внимание взаимодействие более высокого порядка, можно описать и нелинейную зависимость теплот адсорбции и энергий активации от степеней заполнения. [c.130]

Экспериментальные данные по адсорбции газов выражают также в виде зависимостей Г от Р, т. е. в виде изотерм адсорбции (рис. П-19). Вид этих изотерм обсуждается в разд. УП-бА. Таким образом, уравнение Гиббса устанавливает связь между изотермами адсорбции и двумерными уравнениями состояния. Например, уравнение (П-67) соответствует изотерме адсорбции [c.77]

Существует ряд уравнений состояния, в равной мере применимых как к твердым телам, жидкостям и газам, так и к их двумерным аналогам. Ниже некоторые из этих уравнений используются для получения соответствующих изотерм адсорбции газов. [c.455]

Существует множество вариантов уравнения состояния неидеального двумерного газа. Некоторые из этих уравнений и соответствующие им изотермы адсорбции приведены в табл. Х1У-2. Во всех случаях уравнения изотерм адсорбции довольно сложны, однако общий вид семейства кривых Д.ЛЯ любого из этих уравнений подобен тому, который изображен на рис. XIV-13. Штриховой линией показан фактический [c.456]

Адсорбцию ионов и незаряженных веществ можно различать по форме изотерм. Адсорбция незаряженных веществ была уже ранее рассмотрена Фрумкиным в его пионерской работе 1926 года, где он предположил, что изотерма Ленгмюра справедлива при постоянном потенциале электрода, если только учесть взаимодействие частиц примерно так, как это делается в уравнении состояния для газов. Теория адсорбции была предложена также Батлером (1929), однако проблема изотермы. адсорбции возникла вновь лишь после 1955 г., когда Парсонс начал свои фундаментальные исследования. Для однозначного решения этой задачи необходимы достаточно точные данные и, как стало ясно теперь, лучшим критерием является зависимость кривых дифференциальной емкости от активности адсорбата в объеме раствора. Интерпретацией таких кривых впервые занялись Фрумкин и Мелик-Гайказян (1952), которые показали, что скорость адсорбции на ртутном электроде контролируется диффузией. [c.11]

Результаты исследования адсорбции газов и паров на поверхностях твердых адсорбентов в общем случае чрезвычайно трудно поддаются количественной теоретической интерпретации. Это обстоятельство вызывается нашим недостаточным знанием природы и методов расчета адсорбционных сил и связанной с этими силами природы элементарного адсорбционного акта затруднения возникают такн е в связи с тем, что мы не умеем сколько-нибудь точно учесть взаимодействие адсорбированных молекул, другими словами, не знаем уравнения состояния адсорбционной фазы. Наконец, трудности неизмеримо возрастают еще и потому, что реальны-адсорбенты обычно исключительно сложны по своей структуре и их поверхность весьма неоднородна как в энергетическом, так и в геометрическом отношении. [c.383]

Уравнение [14] представляет собой уравнение состояния двухмерного реального газа на однородной поверхности выше двухмерной критической температуры, а выражение [15] — соответствующее ему уравнение изотермы адсорбции. [c.404]

Нетрудно видеть, что уравнение (XIII.166) соответствует уравнению состояния (XIII.154). Отсюда следует важный вывод, что уравнение изотермы адсорбции Генри соответствует уравнению состояния идеального двумерного газа. [c.356]

Модель двухмерного ассоциированного вандерваальсова газа на однородной поверхности. Уравнение состояния и зависимость степени ассоциации от заполнения поверхности и от константы ассоциации. Изотерма и теплота адсорбции двухмерного ассоциированного вандерваальсова газа. Двухмерный фазовый переход конденсат — пар и зависимость его критической температуры от ассоциации адсорбированных молекул. Определение бинодали для двухмерных ассоциированных состояний. [c.233]

Силы Ван-дер-Ваальса (ориентационный, индукционный и дисперсионный эффекты). Очень слабые силы притяжения между нейтральными атомами или молекулами, проявляющиеся на расстояниях, превосходящих размеры частиц, называют межмолеку лярным притяжением или силами Ван-дер-Ваальса . Они действуют в веществах, находящихся в газообразном или жидком состоянии, а также между молекулами в молекулярных кристаллах. Своа название они получили по имени голландского исследователя Ван-дер-Ваальса, постулировавшего их существование введением поправочного члена в уравнение состояния идеального газа. Эти силы обусловливают отступление реальных газов от идеального состояния. Кроме того, межмолекулярное притяжение определяет возможность агрегации вещества, сопровождающейся выделением энергии. Оно играет важную роль в процессах адсорбции, катали- [c.133]

Наряду с химическими существенную роль играют молекулярные силы, определяющие такие физические процессы, как конденсация молекулярных соединений, адсорбция их и др. Эти силы определяют в значительной степени отклонение уравнения состояния газов от идеального. Поэтому эти силы называют иногда ван-дер-ваальсовыми. Молекулярные силы отличаются от химических, прежде всего величиной (энергия молекулярного взаимодействия приблизительно на порядок меньше химического), универсальностью (любые атомные системы на больших расстояниях притягиваются) и отсутствием насыщения (молекулярные силы аддитивны). Как и химические силы, молекулярные в конечном счете происходят в результате электрического взаимодействия, как и в химических силах электрическое взаимодействие может проявиться как электростатическое и как электронное. [c.336]

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]

Расчет по уравнению состояния идеального газа приводит (см. таблицу) к недостаточно удовлетворительным результатам. Как указывают авторы статьи, положение может быть улучшено, если пользоваться эмпирическим уравнением состояния реального газа, например, восьмиконстантным уравнением Бенедикта — Вебба — Рубина (БВР). Мы предлагаем другой путь усовершенствования расчета, приводящий к лучшему совпадению вычисленных и измеренных теплот адсорбции алканов вплоть до высоких значений числа углеродных атомов. [c.410]

Наиболее общие изотермы, рассмотренные здесь и в главе X, приведены в табл. 5. Эта таблица составлена Парсонсом [8, 9] под влиянием работы Эверетта [10], посвященной адсорбции. Различные уравнения состояния кратко обсуждены каждое в отдельности или вместе с изотермами. Более подробное изложение дается в работах по адсорбции на границе металл — газ [2, 4], в оригинальных статьях и в докладе Парсонса [8]. Уравнение Генри вытекает непосредственно из предположения о том, что адсорбат может рассматриваться как двумерный идеальный газ, Уравнение с вириальными коэффициентами является [c.93]

Выражения для взаимодействия частица — частица, отличные от члена в уравнении состояния в табл. 5, можно получить, перенося соответствующие рассуждения, относящиеся к адсорбции на границе металл— газ. По-видимому, единственная такого рода попытка была сделана Бломгреном и Бокрисом [14], которые, исходя из изотермы Ленгмюра, внесли поправку в стандартную свободную энергию адсорбции на ку-лоновское взаимодействие и дисперсионные силы для случая адсорбции ионов (см, работы [3—4] о соответствующей обработке для случая адсорбции на границе металл — газ). Блом [c.96]

На основании сказанного можно утверждать, что изостеры адсорбции (изостеры полного содержания ) а onst при малых значениях а в области высоких температур нри Т долншы постепенно переходить в кривые постоянной концентрации g = uIWq равновесной газовой фазы адсорбата вне адсорбционного ноля. Зная уравнение состояния газовой фазы, мы можем построить в координатах In р, Т кривую g = onst, которую мы будем называть изопикной газа. [c.392]

Принимая, что адсорбция ограничена пределами монослоя, разность я = = "растворителя раствора = > 0 интерпретировать как поверхностное давление. Например, если линейная граница на межфазной поверхности жидкость - газ отделяет площадь, занятую чистым растворителем 1, от площади, на которой адсорбировано растворенное вещество 2, то эта граница подвергается действию силы, возникающей из-за бомбардировки ее адсорбированными атомами 2. Это - двухмерный эквивалент давления газа, возникающего вследствие бомбардировки стенок сосуда молекулами газа. Такой двухмерный эквивалент по закону идеального газа равен -пА = RT, где А - площадь, занимаемая одним молем растворенного вещества 2 (или l/r,). С объемной поправкой для закона идеального газа уравнение состояния имеет вид п А - = ЯТ. Получите соотношения мевду активностью второго компонента в объеме и его концентрацией на поверхности 0j = г /гнас, ддя обоих уравнений состояния. Эти уравнения состояния применяются к разбавленным растворам. [c.393]

Отсюда также ясно, что выражение (11.20) не является наиболее общей формой уравнения для изотермы адсорбции с отталкиванием частиц и пригодно лишь в той мере, в какой уравнение типа Ва11-дер-Ваальса можно использовать для описания состояния частиц 3 хемосорбционных слоях. Для смеси газов уравнение Ван-дер-Ваальса является слишком громоздким и переход к более простым уравнениям со вторыми вириальными коэффициентами значительно упрощает расчеты. Уравнение состояния для смеси газов со вторыми внриальными коэффициентами [c.31]

Распределение [17] по форме напоминает больцмановское с модулем распределения у. Попыткам непосредственного физического истолкования этого результата препятствует очевидная зависимость у не только от состояния поверхности, но и от природы газа, адсорбция которого идет по закону уравнения [1]. И все же формула [13] делает очень правдоподобной наблюдающуюся на опыте неизменность самой функциональной зависимости ( )1 ведущей к уравнению [1]. Кажется естественным, что при тренировке и спекании поверхности освобождение или уничтожение точек с разными теплотами адсорбции может итти так, чтобы сохранить экспоненциальную зависимость А от Q, меняя лишь константы О, Qo и главным образом у. [c.243]