Давление пара размер капилляров

Для полной оценки структурных характеристик контактных масс необходимо знать объем пор или средний радиус и распределение объема пор по размерам. Зная размеры пор, можно при заданных условиях катализа определить наличие (или отсутствие) и степень внутридиффузионного торможения, а также степень использования внутренней поверхности катализатора, величина которой обратна размерам пор. Среди множества различных методов широкое применение нашел адсорбционный метод, который основан на том, что капиллярная конденсация в узких порах происходит при давлениях, меньших, чем давление насыщенного пара адсорбата [51, 216]. Снижение давления паров над цилиндрическим столбом жидкости, находящейся в поре (капилляре) с радиусом г, выражается уравнением Кельвина [c.250]

Рис. 218. Последовательность стадий приготовления капилляра для определения температуры кипения по давлению пара вещества (размеры в лш).

Для изучения структуры пористых тел наиболее часто применяют сорбционные методы, обычно основанные на результатах капиллярной конденсации паров в переходных порах. Более крупные поры (макропоры) в сорбционном процессе, как правило, не заполняются объемно. Особенность капиллярной конденсации в наличии на изотерме сорбции петли гистерезиса, характер которой зависит от размера и формы пор адсорбента. Поэтому изучение гистерезиса может дать ценные сведения для выяснения формы пор и распределения объема по эффективным радиусам, тем более что между радиусом кривизны мениска жидкости в капиллярах и давлением пара адсорбата существует определенная математическая зависимость, выражающаяся уравнением Томсона—Кельвина [c.174]

Движение молекул небольшого размера через стационарные отверстия или капилляры. Движение жидкости может осуществляться как за счет молекулярного потока, так и за счет потока, обусловленного вязкостью жидкости. В связи с этим на перенос вещества влияет дифференциал давления пара, существующий между входом и выходом из отверстий, а также размер и форма диффундирующих молекул и длина их пути. Рассматриваемый процесс является неактивированным в том смысле, что влияние температуры сказывается только на увеличении [c.470]

Теория капиллярной конденсации приписывает адсорбцию конденсации газа в капиллярах адсорбента [. ]. Давно известно, что жидкость, смачивающая стенки капилляра, имеет упругость пара в капилляре меньшую, чем для нормальной объемной фазы. Зигмонди в 1911 г. распространил эту закономерность до капилляров молекулярных размеров. Он предположил, что в таких очень узких капиллярах конденсация происходит при давлениях значительно меньших, чем нормальное давление насыщенного пара. Капилляры наименьших радиусов заполняются при более низких давлениях. По мере возрастания давления заполняются более широкие капилляры до тех пор, пока при давлении насыщения все поры адсорбента не будут заполнены жидкостью. [c.139]

Наиболее удобным способом изучения структурно-группового распределения дефектов в армированных пластиках является метод капиллярной конденсации, основанный на анализе изотерм сорбции-десорбции. Этим методом можно измерять поры радиусом от 0,75 до 50 нм. Б основе метода лежит способность смачивающих жидкостей образовывать в узких капиллярах вогнутый мениск, что приводит к понижению давления пара в капилляре по сравнению с давлением над плоской поверхностью и к конденсации паров. Чем меньше размеры дефекта, тем ниже давление в капилляре. [c.59]

Классическое уравнение капиллярной конденсации Кельвина, связывающее давление пара в капилляре с его размерами, имеет вид [c.113]

Измеряя объем поглощенной жидкости при различных давлениях пара, которые по уравнению Томсона легко пересчитать на соответствующие радиусы капилляров, можно определить относительную емкость капилляров различных размеров или так называемые структурные кривые пористых адсорбентов — гелей 8102, активированных углей и др. [c.200]

Это согласуется с капиллярной структурой теля кремнезема и с размерами капилляров в нем, которые рассчитаны из давления водяного пара, удерживаемого в капиллярах... [c.48]

Определение по осмотическому давлению. В основу конструкции приборов для измерения осмотического давления положены статический и динамический принципы. Проникновение через полупроницаемую перегородку малых по размеру молекул растворителя в сосуд с раствором, имеющий капиллярный отвод, продолжается до тех пор, пока давление столба жидкости в капилляре не уравновесит разность давления паров растворителя над чистым растворителем и раствором. На основе этого принципа (статического) устроен осмометр Б. А. Догадкина <рис. 29). [c.171]

Таким образом, давление насыщенного пара капиллярной жидкости в состоянии кипения является функцией не только температуры, но и влагосодержания тела, поскольку последнее зависит от размера капилляров. [c.280]

К наиболее вероятным экстенсивным механизмам переноса жидкой фазы можно отнести капиллярный перенос под действием разности капиллярных давлений (потенциалов) и термокапиллярное течение. Перенос газов и паров может происходить по механизмам молекулярной (кнудсеновской), поверхностной и активированной (нормальной) диффузии. При этом пары в капиллярах субмикроскопических размеров конденсируются, что приводит к изменению фазового состояния низкомолекулярного вещества и осложнению процесса. В тупиковых порах происходит растворение сконденсировавшегося вещества в полимерном связующем стенок дефектов и дальнейший перенос через матрицу по механизму активированной диффузии. [c.34]

Поскольку в композиционном материале имеются- дефекты самых различных размеров, конденсация паров смачивающей жидкости будет происходить неравномерно, по возрастающим радиусам капилляров по мере возрастания давления пара низкомолекулярного вещества (например, за счет увеличения влажности). [c.113]

Создание большого капиллярного давления всасывания требует уменьшения размеров капиллярных каналов фитиля. Однако уменьшение размера канавок одновременно значительно увеличивает гидравлическое сопротивление при движении жидкой фазы вдоль фитиля. В результате фитили с одинаковым размером капилляров по длине ТТ не всегда могут обеспечить достаточный подсос жидкой фазы в зону испарения. Поэтому в практике конструирования ТТ широкое применение находят составные фитили, в которых значительное капиллярное давление создается мелкопористой структурой фитилей, расположенных у поверхности раздела жидкость—пар, а транспортные каналы большого поперечного сечения обеспечивают малое гидравлическое сопротивление при движении жидкой фазы из зоны конденсации в зону испарения. Одним из примеров составного фитиля может служить комбинация из продольных канавок большого сечения, выполняющих функцию транспортных пор и мелкопористой сетки (или тонкостенной пористой керамической трубки), плотно прилегающей к внутренней стенке трубы, которая создает необходимое капиллярное давление (рис. 8.14, а). [c.252]

Наличие открытой пористости при лиофильном характере полимерной матрицы на основе большинства термореактивных связующих приводит к тому, что в субмикродефектах размерами до 10 м будет образовываться конденсированный слой сорбата с вогнутым по отношению к газовой фазе мениском. Меньшее, чем над плоской поверхностью, давление пара в капилляре будет приводить к самопроизвольному заполнению сообщающейся системы дефектов конденсирующейся жидкой фазой. [c.113]

На рис. 20 показано, как изменяется вид адсорбционной изотермы в области капиллярной конденсации. Каждому данному сечению капилляра соответствуе определенное для данной температуры давление пара, начиная с которого происходит его капиллярная конденсация. Известно, что капилляры конической формы по мере повышения давления пара в окружающей среде постепенно заполняются, начиная с наиболее узкой части. На практике капилляры имеют неправильные формы и размеры, поэтому процессы заполнения их происходят более сложно. Важно, что при капиллярной конденсации вследствие заполнения той или другой части объема капилляров количество поглощаемой воды может быть значительно большим, чем при поверхностной адсорбции. Но в то время как адсорбция может происходить и при сравнительно низкой концентрации паров в воздухе, капиллярная конденсация начинается, когда концентрация паров не слишком отличается от концентрации насыщенного пара при этой температуре. [c.28]

Уравнение (35) показывает, что чем меньше радиус капилляров, тем значительнее снижается давление наров. Следовательно, в капиллярах очень небольшого диаметра пары могут конденсироваться до жидкого состояния при давлениях, значительно меньших нормального давления паров. Давление равновесной адсорбции ра в области капиллярной конденсации превышает соответствующее давление десорбции так как, когда десорбция происходит из целиком заполненных капилляров, угол смачивания равен нулю. Таким образом, необходимо провести процесс адсорбции до относительного давления, равного единице, а затем проследить десорбцион-ную ветвь петли гистерезиса данной изотермы (см. разд. 4.4.1), при этом уже нет какого-либо произвола в определении угла смачивания по уравнению (35). Поэтому графически зависимость величины г от г может быть найдена при применении уравнения (35) для данного объема на десорбциоп-ной ветви экспериментальной изотермы. Получающаяся нри этом кривая позволяет определить объем газа, необходимый для заполнения всех нор, вплоть до пор с радиусом г. Построенный исходя из кривой зависимости v от г график изменения величины dvidr в зависимости от г дает кривую распределения нор по размерам. Фактически последняя кривая, которая обычно похожа на гауссовскую кривую ошибок, выражает вклад пор данного радиуса в полный внутренний объем. Почти всегда эта кривая имеет четко выраженный максимум, который обозначает среднее значение радиуса всех доступных капилляров, имеющих размер меньше 300 А. [c.169]

На основании ур-ния Кельвина рассчитывают заполнение капилляров или пористых тел при капиллярной конденсации. Т. к. значения р различны для частиц разных размеров или для участков пов-сти, имеющей впадины и выступы, ур-ние (3) определяет и направление переноса в-ва в процессе перехода системы к состоянию равновесия. Это приводит, в частности, к тому, что относительно крупные капли или частицы растут за счет испарения (растворения) более мелких, а неровности пов-сти некристаллич. тела сглаживаются за счет растворения выступов и залечивания впадин. Заметные различия давления пара и р-римости имеют место лишь при достаточно малых (для воды. [c.310]

Распределение тонких пор обычно изучают посредством метода, разработанного Барреттом, Джойнером и Халенда [21] и усовершенствованного Крэн-стоном и Инкли [80]. Метод основан на применении уравнения Кельвина, связывающего давление паров над поверхностью жидкости с кривизной этой поверхности в капиллярной трубке. Увеличение количества пара, адсорбированного катализатором в результате некоторого повышения давления пара при постоянной температуре (обычно пары азота при температуре жидкого азота), характеризует заполнение капилляров, имеюнщх размеры, определяемые по уравнению Кельвина. При этом следует вносить поправку на увеличение толщины адсорбированного слоя. [c.37]

Рис. 246. Прибор Рис. 247. Стадии приготовления капилляра для опре-для микроопреде- деления температуры кипения по давлению пара вещест-ления температуры ва (размеры в мм).

При радиусе капилляров более 10 см упругость пара над мениском почти равна его упругости над плоской поверхностью, и в таких капиллярах не будет происходить капиллярной конденсации. Невозможна капиллярная конденсация также в капиллярах с диаметром, сравнимым с размером молекулы. Капиллярная конденсация будет наблюдаться в мелких порах раньше, чем в более крупных, потому что адсорбировавшаяся на стенках нор жидкость может сомкнуться в более узких порах раньше, чем в более широких. Чем меньше диаметр пор, тем больше вогнутость поверхности жидкости и тем, следовательно, больше нонижение упругости пара. При прочих равных условиях капиллярная конденсация начинается в наиболее мелких порах по мере повышения давления пара над поглотителем последовательно заполняются более крупные поры. [c.116]

Кёлинг[ ] изучала адсорбцию паров на выветренном (weathered) стекле оптическим методом. Она заметила, что интерференционная окраска стенок стеклянной колбы резко изменялась с температурой, и объяснила эти изменения окраски внезапным опорожнением или заполнением капилляров стекла. С изменением температуры меняется относительное давление паров. Если функция распределения пор прерывна, то в момент достижения некоторого относительного давления происходит внезапное опорожнение или заполнение капилляров определенного размера, что и приводит к столь же быстрому изменению интерференционной окраски. Зная относительное давление, при котором происходит изменение цвета, моншо по формуле Кельвина рассчитать радиус капилляров. [c.546]

При низких давлениях водяных паров продукт обладает очень тонкой структурой и узкими капиллярами, которые, возможно, имеют молекулярные размеры. Скорость прохождения водяных паров через эти узкие капилляры мала (эффект, названный Топли сопротивлением ). При повышении давления паров воды адсорбция ее в капиллярах должна привести к еще большему снижению скорости, чему отвечает начальный спад кривых на рисунках. При скорости, примерно соответствующей минимуму на кривых, под каталитическим влиянием паров воды появляются зародыши новой фазы при этом возникают трещины, что ведет к увеличению скорости отвода водяного пара. Поэтому скорость растет вплоть до максимума, где начинает сказываться замедляющий эффект реакции рекомбинации. Последующее снижение скорости обусловлено влиянием обратной реакции. [c.285]

При превращении древесины в торф происходит ее биологическое и химическое разложение, приводящее к образованию гидрозоля, в котором более значительная часть воды содержится в капиллярах с диаметрами, превышающими 6 10 " см. Другими словами, образование торфа из древесины сопровождается иабу-ханием и згвеличением объема крупных капилляров, что, несомненно, до некоторой степени обусловливается биологическими причинами. По мере развития процесса, протекающего теперь под давлением, мелкие поры и отверстия претерпевают лишь небольшие сокращения размера, в то время как крупные отверстия уменьшаются значительно. При этом происходит потеря воды и превращение массы в гидрогель. Так как описываемый процесс продолжается с образованием углей все более высокой степени обуглероживания, то происходит непрерывное з меньшение капилляров всех размеров, в особенности крупных. Следовательно, 1гзотерма влажности претерпевает заметное отклонение влево, в область более высоких давлений пара. [c.28]

Распределение пор по размерам определяется различными методами, в том числе по конденсации паров в капиллярах малого диаметра до жидкого состояния при давлениях, значительно мейьших нормального давления паров (в соответствии с уравнением Кельвина). Из графической зависимости объема адсорбированного пара или газа от радиуса пор можно получить кривую распределения пор по размерам, из которой находится вклад пор данного радиуса в полный внутренний объем пор. [c.8]

Одна из проблем, связанных с катализом на пористых материалах, заключается в определении среднего диаметра пор или же, что еще лучше, распределении пор по размерам. Простые методы определения общего объема пор в этом случае неприемлемы, так как если желательно определить влияние размера нор на скорости реакций, то важно знать по крайней мере средний радиус пор. Хорош1ш метод оценки величины радиусов нор базируется на том, что капиллярная конденсация в узких порах происходит при давлениях, меньших, чем давление, насыщенного пара адсорбата. Снижение давления паров над цилиндрическим столбом жидкости, находящейся в капилляре с радиусом г, выражается простым уравнением, которое можно получить, приравнивая работу, проделанную при увеличении сферической капли жидкости, к работе, затраченной при введении молекул внутрь этой капли. [c.168]

Структурно-сорбционный метод [82] состоит в определении количества паров низкомолекулярной жидкости, сорбированного пористым телом при различном давлении паров, и построении изотерм сорбции и десорбции. По характеру десорбционной изотермы можно определить распределение поверхности и объема пор по размерам. Обычно изотермы сорбции растворителя на пористых сорбентах имеют характерный S-образпый вид нри обратном цикле наблюдается гистерезисная петля. Метод основан на цилиндрической модели пор. Эквивалентный радиус цилиндрических капилляров рассчитывают по уравнению Кельвина, предполагая, что десорбция происходит из капилляров [c.27]

Например, предположим, что мы имеем параллельные стенки адсорбента, расположенные на расстоянии нескольких молекулярных слоев (адсорбата) друг от друга. Обобщая [75] доказательство, приводящее к уравнению (38), получим, что по мере увеличения л вначале образуются независимые адсорбированные пленки на этих двух стенках, причем преобладающим эффектом как и в уравнении (38), здесь является уменьшение поля притяжения адсорбента с ростом толщины пленки. Это значит, что химический потенциал (и, следовательно, давление пара) адсорбированной фазы, как обычно, возрастает с 0. Но как только эти две пленки вследствие их утолщения на обеих стенках приблизятся одна к другой, вандерваальсово притяжение между ними становится значительным и вызывает прн увеличении О уменьшение химического потенциала (и давления пара). Когда же капилляр заполнен или почти заполнен, химический потенциал вновь должен возрастать благодаря ограниченности числа молекул, которые могут поглотиться. Это дает изотерму в форме петли. Термодинамически устойчивым путем является вертикальное скачкообразное пересечение петли (капиллярная конденсация) при таком значении. V, которое соответствует одинаковым значениям химического потенциала в обеих конечных точках скачка. На опыте точно вертикальные скачки наблюдаются редко обычно они сглаживаются благодаря наличию распределения пор по размерам . [c.307]

При низком относительном давлении паров ван-дер-ваальсово взаимодействие молекул поверхностного слоя полимерной матрицы с малыми молекулами приводит к появлению на поверхности и внутренних стенках дефектов структуры полимолекулярного слоя среды. В тонких капиллярах образуется вогнутый мениск, способствующий понижению давления пара по сравнению с парциальным давлением над плоской поверхностью и появлению жидкой фазы в структуре. Капиллярные явления определяются краевым утлом смачивания, размерами молекул и температурой. Появление конденсированной фазы в случае паров полярных и неполярных веществ является результатом раз.пичных процессов. [c.109]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология