Адсорбция твердое тело—газ

Обширная монография, излагающая современное состояние вопросов, связанных с изучением физических и химических свойств поверхностей жидких и твёрдых тел, охватывает результаты ) теоретических и (главным образом) экспериментальных исследований капиллярных явлений, плёнок на поверхности, адсорбции, поверхностного натяжения, трения и смазки, катализа и электрических явлений на границах раздела. [c.2]

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]

Химическая индивидуальность поверхности может также играть известную роль. Как было установлено Адамсом и Холмсом , наряду с общей тенденцией адсорбировать катионы благодаря своим кислотным свойствам, синтетические смолы, получаемые из разных фенолов, обнаруживают индивидуальные различия. Что касается смол, получаемых из ароматических оснований, то они адсорбируют преимущественно анионы. Эти адсорбционные свойства имеют важные технические применения, например, при очистке воды. Различия в адсорбционной способности разнообразных твёрдых тел дают ценное средство разделения смесей, как сложных органических соединений, так и неорганических ионов. Эти различия успешно используются для выделения веществ, имеющих большое значения в биохимии, в особенности энзимов и пигментов. Использование для этой цели адсорбентов имеет большую давность. В 1862 г. Данилевский выделил амилазу из трипсина, сока поджелудочной железы, путём адсорбции на свеже-осаждённом коллодии. В более позднее время гидроокиси железа и алюминия, а также каолин и древесный уголь весьма успешно при- [c.188]

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]

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]

То обстоятельство, что некоторая степень адсорбции химически взаимодействующих молекул является необходимой предпосылкой гетерогенного катализа, получило признание еще во времена Фарадея и даже раньше. В течение двух последних столетий выявилось два направления, в которых делались попытки объяснить каталитическую активность поверхностей во-первых, считалось, что адсорбция, повышая концентрацию взаимодействующих молекул на поверхности или вблизи неё, повышает скорость реакции по закону действия масс во-вторых, предполагалось образование промежуточных соединений на поверхности твёрдого тела. [c.361]

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]

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]

Измерение адсорбции на твёрдых телах........................530 [c.497]

К настоящему времени более изучено воздействие физически активных сред. Физически активные среды могут как адсорбироваться на поверхности, так и сорбироваться объёмом полимерного материала. Адсорбция компонентов коррозионной среды приводит к изменению поверхностной энергии на фанице раздела фаз полимер - среда. К поверхностно - активным веществам (ПАВ) относят большинство органических растворимых в воде соединений кислоты, их соли, спирты, эфиры, амины, белки, большинство водных растворов сильных электролитов. Основные представления о механизме действия ПАВ на прочность твёрдых тел были даны Ребиндером. ПАВ, уменьшая свободную поверхностную энергию на фанице раздела фаз полимер - среда, облегчают зарождение и развитие поверхностных дефектов. Молекулы ПАВ проникают в устья микротрещин и действуют расклиниваюгце. Адсорбционный эффект может быть выявлен в чистом виде для полимеров, которые практически не набухают в физически активных средах (например, полистирол в водных растворах спиртов). [c.111]

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]

Теплота смачивания связана с изменением свободной энергии при смачивании уравнением Гиббса-Гельмгольца. При погружении в жидкость одного грамма твёрдого тела с площадью чистой поверхности в 5 см , доступной для адсорбции, уменьшение свободной энергии равно —Ттж), где тв—поверхностное натяжение чистой твёр- [c.269]

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]

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]

При рассмотрении адсорбции на твёрдых телах мы ограничиваемся вопросами физической адсорбции на непористых адсорбентах. Более того, чтобы дать читателям возможность углубиться в изучаемый предмет и познакомиться с вычислительной техникой теоретического расчёта, мы за недостатком места не входим в рассмотрение всех работ но физической адсорбции, а ограничиваемся немногими работами, относящимися к проблеме природы адсорбционных сил, но зато последние разбираем подробно, чтобы все детали теоретических вычислений были совершенно ясны. [c.15]

При адсорбции поверхностно-активных веществ (ПАВ) на поверхности твёрдого тела характер смачивания меняется если они ориентируются своими полярными группами к твёрдой поверхности, то поверхность становится гидрофобной если ориентируются неполярными группами,- гидрофильной. Поэтому обработка поверхностей твёрдых тел раотворами ПАВ мохет изменить её х рактер - гидрофобизировать гидрофильные поверхности или гид рофйлизировать гидрофобный [c.58]

Однако, на поверхности раздела твёрдое тело—органический растворитель—избирательнее притяжение растворённых молекул к твёрдой поверхности может вызвать значительную адсорбцию. Некоторые частные случаи такого рода адсорбции имеют большое значение для смазочного действия. Так, высокомолекулярные жирные, кислоты и некоторые из их солей, адсорбируясь из растворов в минеральных маслах на поверхностях многих металлов, образуют граничный смазочный слой (см. гл. VI). При адсорбции из органических растворителей правило Траубе не имеет места. В то время как на угле для водных растворов наблюдается рост адсорбции органических в ществ при удлинении углеводородной цепи 2, в случае адсорбции жирных кислот на силикатах имеет место обратная закономерность. Так, по данным Холмса и Мак-Кельви з, адсорбция на силикатах из толуола возрастает с укорочением углеводородной цепи жирных кислот. Аналогичные результаты получены Бартеллом и Фью для растворов в четырёххлористом углероде. [c.183]

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]

Полировка и холодная обработка твёрдых поверхностей являются процессами, наиболее родственными естественным изменениям, происходящим на поверхностях жидкостей. При образовании гладкого полированного слоя имеет место fявлeниe, [соответствующее естественному сглаживанию неровностей жидкой поверхности под действием поверхностного натяжения. Выход графита на поверхность чугуна при трении напоминает адсорбцию молекул с более слабыми силовыми по ями из глубины жидкости. В жидкостях, благодаря молекулярному движению, эти процессы протекают быстро и самопроизвольно в твёрдых телах они требуют механического воздействия. [c.230]

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]

Более и дробные данные об изОирательной адсорбции на твёрдых телах из растворов приведены в гл. III, 13. [c.332]

Адсорбция на твёрдых телах в настоящее время обычно классифицируется по характеру сил, связывающих адсорбируем , е атомы или молекулы с поверхностными атомами твёрдого те. .а. Не подлежит сомнению, что существует два резко отличающихся вида адсорбции молекулярная адсорбция (или адсорбция типа ван-дер-Ваальса) , осуществляемая ван-дер-ваальсовыми силами, вызывающими конденсацию паров, и хемосорбция при которой адсорбированные атомы удерживаются ковалентными силами. Наиболее явное различие между [c.333]

Литература по адсорбции на твёрдых телах настолько обшь рка, что в этой главе цитируется лишь небольшая часть наиболее интересных работ. Ценные обзоры со ссылками на большинство важнейших предшествующих [c.333]

Измерение адсорбции на твёрдых телах. В последнее вртмя был разработан ряд новых методов и усовершенствована техника измерений в некоторых прежних методах. Барретт и его сотрудники [c.530]

Если мы те же криста лики сернокислого бария высыплем в метиловый спирт, то произойдёт смачивание спиртом поверхности кристаликов, опять-таки обусловленное по преимуществу силами электростатического притяжения молекул спирта (электрических диполей) ионами на смачиваемой поверхности кристаллов. Таким образом, смачивание есть адсорбция жидкости твёрдым телом. [c.7]

В настоящей книге вследствие ограниченности места и в целях единства содержания мы занимаемся исключительно теми адсорбционными явлениями, в которых проявляются только силы физической адсорбции. Но кроме этого принципиального сужения содержания нашей книги, мы при исследовании адсорбции на твёрдых телах ограничиваемся в основном физической адсорбцией на непористых адсорбентах, исключая из рассмотрения явления ультрапористости, капиллярной конденсации, играющие большую роль в адсорбции на пористых адсорбентах. [c.14]

Различные выражения для тепловых эффектов при адсорбции даёт термодинамика поверхностных явлений (термодинамика адсорбционных процессов). Подробное изложение термодинамики поверхностных явлений выходит за пределы нашей книги. Поэтому мы ограничиваемся кратким рассмотрением необходимых нам термодинамических соотношений, используя обширный материал, имеющийся в литературе. Мы исходим из фундаментальных уравнени термодинамики Гиббса [39], позволяющих написать основные термодинамические уравнения как для поверхности жидкости, так и для поверхности твёрдых тел (например, для граней кристалла-адсорбента) ). [c.66]

В общем случае при адсорбции молекул пара поверхностью твёрдого тела (кристалла) могут действовать не только силы электростатического притяжения электрического диполя адсорбируемой молекулы и иона, входящего в состав решётки адсорбента, но н силы дисперсионные, квантовомеханическо о происхождения. [c.92]

Для установления механизма диспергирования интересно было изучить влияние на этот процесс добавки веществ, адсорбирующихся на поверхности диспергируемого твёрдого тела. Подобная адсорбция должна приводить к понижению поверхностной энергии, а следовательно, и твёрдости диспергируемого тела и облегчать его измельчение. Очевидно также, что на процесс диспергирования должна оказывать влияние полярность среды, в которой производится диспергирование. В таблице 44 приведены результаты опытов Соловьёвой [c.261]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология