Адсорбционное взаимодействие, тип дисперсионные силы

Особенностью адсорбционных взаимодействий является то, что адсорбирующаяся молекула взаимодействует не с одним центром на поверхности адсорбента (ионом, атомом или молекулой, образующими его решетку), но со многими соседними центрами. При этом суммарное взаимодействие молекулы адсорбата со всем адсорбентом, обусловленное дисперсионными силами, всегда больше взаимодействия ее с одним центром адсорбента, а суммарное электростатическое взаимодействие может быть и меньше электростатического взаимодействия с одним центром адсорбента (если, например, диполь молекулы адсорбата, притягиваемый катионом решетки, испытывает отталкивание со стороны соседних с этим катионом анионов, образующих вместе с катионами знакопеременную поверхность адсорбента). [c.438]

Наиболее существенно для адсорбционного взаимодействия то, что дисперсионные силы аддитивны, т. е. энергия взаимодействия молекулы адсорбента с адсорбтивом является результатом сложения энергий притяжения этой молекулы с каждой из молекул адсорбента. Такое сложение дает следующую зависимость потенциальной энергии молекулы газа от ее расстояния х до поверхности адсорбента [c.40]

Если адсорбент состоит не из атомов, а из ионов, то к действию дисперсионных сил добавляется действие индукционных сил притяжения диполя, индуцированного в молекуле адсорбтива электрическим полем, создаваемым ионами решетки адсорбента. При этом доля индукционных сил в адсорбционном взаимодействии пропорциональна поляризуемости молекулы адсорбтива и квадрату напряженности электростатического поля над поверхностью адсорбента. [c.87]

Поскольку при адсорбции дисперсионные силы действуют между атомом аргона и всеми атомами адсорбента, а не только с одним из них, адсорбционный потенциал Ф получается суммированием потенциала для взаимодействия атома аргона с каждым отдельным атомом углерода г по всем атомам углерода решетки графита [c.488]

Молекулярно-статистические методы позволяют связать адсорбционный потенциал и, следовательно, константу адсорбционного равновесия К (Г) с параметрами взаимодействия молекул газа с поверхностными элементами матрицы мембраны [2]. В тех случаях, когда взаимодействие вызвано только дисперсионными силами, адсорбционный потенциал определяется минимумом потенциальной кривой, описывающей потен- [c.50]

Однако, исходя из адсорбционной теории, нельзя объяснить, почему парафиновые частицы, способные взаимодействовать с подложкой только дисперсионными силами и обладающие очень низкой энергией когезии (около 0,26 кДж/см у н-декана), образуют на поверхности стали достаточно прочные отложения. Объяснить такое несоответствие возможно, лишь допустив различный механизм взаимодействия парафиновых частиц с поверхностями различной природы. [c.106]

Однако поскольку при адсорбции дисперсионные силы действуют одновременно между каждой неполярной частицей, например атомами аргона, и всеми близлежащими атомами адсорбента, суммарный потенциал Ф адсорбционных сил приближенно может быть получен суммированием потенциала парных взаимодействий атома аргона с каждым отдельным атомом адсорбента по всем его атомам с учетом потенциала сил отталкивания [c.86]

Вблизи поверхности раздела фаз величины для различных ионов меняются от значений, соответствующих объему одной фазы, до значений, характерных для объема другой фазы. Это приводит к перераспределению ионов между объемами фаз и поверхностью, так что зависимость ф(л ) приобретает более сложный характер по сравнению с моделью Гельмгольца. Обычно рассматривают величину потенциала фо поверхности твердой фазы относительно дисперсионной среды в простейшем случае (если в твердой фазе нет преимущественного концентрирования ионов одного знака у поверхности) эта величина равна разности потенциалов между фазами ф. Абсолютное значение величины фо также не может быть определено экспериментально. Как и в объеме фаз, поведение ионов вблизи поверхности раздела обусловливается тремя факторами, определяющими строение двойного слоя межмолекулярными силами (т. е. специфическими адсорбционными взаимодействиями ионов с поверхностью раздела фаз), электростатическими взаимодействиями ионов с заряженной поверхностью и друг с другом, а также тепловым движением ионов. [c.177]

Представления об объемном заполнении микропор были развиты вначале для микропористых углеродных адсорбентов или активных углей, для которых определяющее значение в адсорбционном взаимодействии имеют дисперсионные силы. Особенностью большинства промышленных активных углей является легкая доступность микропор для молекул паров веществ, молекулярные массы которых не превышают 150. Поэтому предельные значения адсорбционной способности в микропорах йо для температур, не превышающих нормальные температуры кипения соответствующих адсорбтивов, в удовлетворительном приближении отвечают значениям предельного объема адсорбционного пространства 1 о, являющегося константой рассматриваемого микропористого адсорбента [c.70]

Силикагели относятся к анионному типу адсорбентов. В этом случае на адсорбционную способность и характер адсорбции большое влияние оказывает химическая природа адсорбтива специфическое взаимодействие адсорбированных молекул накладывается на общий фон взаимодействий, обусловленных дисперсионными силами. [c.303]

Перераспределение нейтральных молекул в растворах происходит под влиянием дисперсионных сил подложки и (или) под влиянием структурных сил, меняющих растворяющую способность граничных слоев растворителя. Последний эффект пока трудно поддается расчету. Для неполярных растворителей можно ограничиться учетом только дисперсионных сил, что делает возможным проведение количественных расчетов [1—3]. Перекрытие диффузных адсорбционных слоев с измененной концентрацией раствора приводит к появлению дополнительных сил притяжения или отталкивания между ограничивающими прослойку поверхностями сверх сил их молекулярного взаимодействия. Эти дополнительные] силы было предложено назвать адсорбционной составляющей расклинивающего давления [1—3]. [c.115]

Как было показано ранее [17, 18, 20], при малой энергии адсорбции, когда используется линеаризованное уравнение Больцмана, и при к 8 значения П = П + П о оказываются очень близкими к значению П Для прослойки однородного раствора с объемной концентрацией Соо- Таким образом, здесь значения Пд выражают, по сути дела, изменение дисперсионных сил в связи с изменением ди-злектрической проницаемости жидкой прослойки под влиянием растворенных молекул. В этом случае можно считать, что Пц просто равно разности между П в и Ито, где П в — сила дисперсионного взаимодействия поверхностей через прослойку однородного раствора, имеющего постоянные по толщине прослойки значения функции ( 1), не равные 8 ( 1). Этот результат является следствием малости адсорбционных сил (С/< кГ), не меняющих заметным образом концентрацию раствора в прослойке по сравнению с ее концентрацией в объемном растворе. [c.122]

Анализ причин, вызывающих уменьшение адсорбционной активности модифицированных силикагелей по парам веществ, адсорбирующихся за счет дисперсионных сил, был дан в работах [370, 3711. В них проведен оценочный расчет констант дисперсионного взаимодействия модифицированных поверхностей с молекулами адсорбата. [c.169]

Представление о микропорах как об областях пространства в твердом теле, соизмеримых по размерам с адсорбируемыми молекулами, позволяет утверждать, что при любой природе адсорбционных взаимодействий (под действием дисперсионных, электростатических или других сил), обусловливающих физическую адсорбцию, во всем пространстве микропор проявляется адсорбционное поле, создаваемое твердым телом. Ограниченность адсорбционного пространства микропор обусловливает тот факт, что последовательно ад- [c.505]

Естественно, что нри частичном или полном замещении гидроксильных групп кремнезема атомами фтора или органическими радикалами благодаря выключению из адсорбционного процесса части гидроксильных групп поверхности наблюдается уменьшение адсорбции веществ, у которых в адсорбционном взаимодействии преобладает донорно-акцепторная компонента. Основной причиной уменьшения адсорбции неполярных молекул является резкое ослабление потенциала дисперсионных сил притяжения, вызванное отодвиганием от скелета кремнезема наружного [c.28]

Таким образом, возникает необходимость более детального рассмотрения сил, действующих на полимолекулярные адсорбционные слои со стороны твердой подложки. Так, в частности, можно попытаться провести решение, используя экспериментальные уравнения изотерм одиночных слоев и учитывая взаимодействие слоев друг с другом и с противоположной подложкой (по-прежнему за счет молекулярных сил). Этот подход основан на предположении, что во взаимодействие через прослойку пара основной вклад вносят дальнодействующие дисперсионные силы. Действие же других составляющих поверхностных сил локализовано в пределах каждого из адсорбционных слоев. [c.189]

Величина а — 261 отвечает также той величине, которая получается интерферометрическим методом. Для эмульсий дисперсионные силы не должны изменяться от добавок ПАВ. Следовательно, если для адсорбционного слоя принять единую константу Гамакера, то из выше приведенных соображений следует, что дисперсионное взаимодействие не должно зависеть от природы ПАВ. Но это в действительности не так [14]. Значит эти соображения неправильны. Поэтому мы принимаем адсорбционный слой за двуслойную систему, как схематично указано на рис. 2. [c.265]

Анализ причин, вызывающих уменьшение адсорбционной активности модифицированных силикагелей по парам веществ, адсорбирующихся за счет дисперсионных сил, был дан в работах [18, 19]. В них проведен оценочный расчет констант дисперсионного взаимодействия модифицированных поверхностей с молекулами адсорбата. В работе [18] это сделано для взаимодействия фторированной и метилированной поверхностей силикагеля с молекулами азота, циклогексана, бензола, а в работе [19] — для взаимодействия ароматических молекул с поверхностью кремнезема модифицированной триметилсилильными группами. На основании этих расчетов был сделан вывод о том, что причиной резкого уменьшения адсорбции углеводородов и других неполярных молекул на модифицированных поверхностях является сильное ослабление потенциала дисперсионных сил притяжения. Это ослабление вызвано отодвиганием молекул адсорбата от кремнеземного остова для метилированных силикагелей и малым значением констант дисперсионного взаимодействия для фторированных кремнеземов. [c.152]

Гельман [2] еще в 1937 г. показал, что на расстояниях, с которыми мы имеем дело в адсорбции, роль обменных эффектов (первое приближение) становится весьма значительной. Для этих расстояний разложение адсорбционного потенциала по мультипольным взаимодействиям представляет расходящийся ряд [3, 4]. Теряется аддитивность дисперсионных сил. Следует отметить, что эффекты искажения гейтлер-лондоновских атомных орбиталей резко возрастают при переходе к большим атомам и молекулам [3]. [c.93]

Наиболее часто теория Поляни применяется для активных углей — типичного примера гомеополярных адсорбентов. В этом случае адсорбция обусловливается молекулярными силами, причем определяющую роль играет дисперсионная компонента взаимодействия. Так как температура не оказывает влияния на дисперсионные силы, то уравнение характеристической кривой не зависит от температуры. Это следствие хорошо подтверждается на опыте для активных углей. 1Го Лондону [1] адсорбционный потенциал для молекулы, находящейся на расстоянии х от плоской [c.678]

При адсорбции паров органических веществ на активных углях определяющее значение имеют дисперсионные силы в случае же паров воды адсорбция обязана водородным связям адсорбирующихся молекул с первичными адсорбционными центрами (кислородными поверхностными соединениями) и с уже адсорбированными молекулами воды. Дисперсионные взаимодействия в атом случае являются слабыми но сравнению с водородными связями и ими можно пренебречь. Так как водородные связи не испытывают усиления в микропорах, то адсорбция молекул оды на поверхности стенок микропор происходит так же, как и на поверхности непористого углеродного адсорбента, например газовой сажи, прокаленной в вакууме при 950 °С. [c.45]

Помимо рассмотренных выше видов адсорбции, имеющих наибольшее значение для радиохимии, существует еще одно адсорбционное явление, в основе которого лежит действие сил Ван-дер-Ваальса. Эти силы, как известно, носят сложный характер и могут складываться из ряда эффектов (действие дисперсионных сил, взаимодействие между постоянными индуцированными диполями, взаимодействие между постоянными диполями). [c.102]

Константы адсорбционного равновесия при адсорбции в истинных микропорах несколько выше, чем при адсорбции в супермикро-порах и на поверхности более широких пор. Это связано с увеличением адсорбционного потенциала в полостях истинных микропор из-за перекрывания полей действия дисперсионных сил всех атомов адсорбента, ограничивающих микропору. Поскольку в энергию адсорбционного взаимодействия вносят вклад как атомы адсорбента, так и молекулы адсорбированных веществ, то энергия адсорбции многоатомных органических молекул в микропорах возрастает больше, чем энергия адсорбции молекул воды, и избирательность адсорбции органических молекул из воды возрастает. Следовательно, величина — ( —ЛСа) — ( АСан,о) в узких [c.76]

Несмотря на многообразие характера адсорбционных сил, все адсорбционные явления можно разбить на два основных тина физическую адсорбцию и сорбцию, основанную на силах химического взаимодействия. Физическая адсорбция вызывается силами молекулярного взаимодействия. В большинстве случаев основной вклад в энергию взаимодействия вносят дисперсионные силы. Молекулы любого адсорбтива обладают флуктуирующими диполями и квадруполями, вызывающими мгновенные отклонения распределения электронной плотности от среднего распределения. При сближении молекул адсорбти- [c.27]

Существенное влияние на дисперсионные силы в водных смачивающих пл нках оказывают адсорбционные слои ПАВ, диэлектрические функции которых е (г ) существенно отличаются от соответствующих функций для водного раствора и твердой подложки. В результате адсорбции ПАВ пленка приобретает многослойную структуру, что изменяет изотерму дисперсионной составляющей поверхностных сил. Адсорбция ПАВ может изменять сумма )ную изотерму пленки П (к) также и за счет влияния яа структурные и стерические силы. Рассмотрим вначале влияние адсорбционных слоев на дисперсионное взаимодействие в пленках П (к). Для пленок с одним адсорбционным слоем толщиной б на твердой поверхности или на поверхности лленка—газ [18] [c.366]

Как видно из содержания монографии, многие составляющие расклинивающего давления — поверхностных сил второго рода — получили к настоящему времени хорошее теоретическое обоснование и их действие может быть рассчитано с достаточной для практических целей точностью. Это относится прежде всего к молекулярным и ионно-электростатическим силам, которые ввели в теорию устойчивости коллоидов Кальман, Вильштетер и Дерягин. Остающиеся в первом случае трудности связаны со все еще недостаточной изученностью спектральных характеристик взаимодействующих тел, особенно в области частот порядка 10 рад/с, дающей наибольший вклад в дисперсионное взаимодействие. Возникают затруднения и при применении теории дисперсионных сил в области малых толщин прослоек (менее 15—20 А), когда начинает проявляться влияние дискретности молекулярного строения — микроструктурные эффекты и силы. В теории ионно-электростатических сил остается в общем случае не до конца решенной задача расчета поверхностного заряда и его изменений при утончении прослойки. Требуется также дальнейшее развитие теории адсорбционной составляющей расклинивающего давления, в частности с учетом структурных особенностей граничных слоев, а также ее прямая экспериментальная проверка, что входит в задачу наших ближайших исследований. [c.394]

Количество адсорбата, удерживаемое на единичной площади поверхности раздела фаз, в конечном счете определяется силой взаимодействия между молекулами адсорбируемого вещества и частицами, находящимися в приповерхностных слоях адсорбента. Две крайние формы проявления силы адсорбционного взаимодействия получили название вандерваальсовых (дисперсионных) и обменных сил. [c.379]

Хемоадсорбция - это адсорбционный процесс, в котором между поглощаемым компонентом и поверхностью твердого адсорбента действуют силы химического взаимодействия (в отличие от физической адсорбции, где действуют дисперсионные силы межмолекулярного взаимодействия). [c.215]

Было показано [23, 26, 27], что на амипоорганокремпеземах адсорбция веществ, у которых в адсорбционном взаимодействии с поверхностью играют роль дисперсионные силы, значительно меньше, чем на гидроксилированных силикагелях. Это объясняется, так же как и для силикагелей, модифицированных насыщенными радикалами, отодвиганием молекул этих адсорбатов от кремнеземного остова в результате замены гидроксилов большими по размерам органоаминными группами. При исследовании методом ИК-спектроскопии взаимодействия невозмущенных поверхностных аминогрупп на кремнеземе с полярными молекулами — алифатическими спиртами, диэтиловым эфиром и ацетонитрилом — наблюдалось уширение полосы поглощения валентных колебаний N—Н. Это уширение — одно из спектральных проявлений образовавшейся водородной связи между молекулами адсорбата и поверхностными аминогруппами. [c.153]

Большая часть расчетных данных, приведенных на рис. Х1 -20, относится к графиту (или пиролитическому углероду). При вычислении энергии адсорбции предполагалось, что взаимодействие адсорбент—адсорбат обусловлено только дисперсионными силами. Это предположение критикуется многими авторами. Особенно большие со.мие-ния оно вызывает в случае адсорбции азота на различных адсорбентах [см., например, уравнение (Х1У-87)]. Известно, что молекулярные кристаллы как адсорбенты имеют довольно однородные поверхности [85]. На таких кристаллах (в частности, кристаллах льда, аммиака, двуокиси углерода, метанола, иода и бензола) выполнен ряд работ по адсорбции азота [86]. В этих системах адсорбционное взаимодействие должно быть исключительно вандерваальсовым, поскольку адсорбция не сопровождается разрывом каких-либо связей на поверхности молекулярного кристалла. На рис. Х1У-20 приведены экспериментальные теплоты адсорбции на поверхностях молекулярных кристаллов и некоторых других поверхностях, а также величины теплот адсорбции, рассчитанные с использованием потенциальных функций [уравнения (У1-17) и (У1-19)]. Для разных адсорбентов теоретические и экспериментальные значения О не совпадают не только по абсолютным значениям, но и (что еще более важно) по порядку расположения. Поэтому можно сделать вывод, что поляризационное взаимодействие играет не менее важную роль, чем дисперсионное. Этот вопрос обсуждается также в разд. XIV-13, [c.470]

Адсорбционная теория адгезии. Согласно этой теории адгезия обусловлена чисто физическими взаимодействиями между молекулами адгезива и субстрата. Эти взаимодействия обусловливают ван-дер-ваальсовЪ1 силы (дисперсионные силы, взаимодействие между постоянными диполями и взаимодействие между постоянным и введенным диполями). Близко к этим силам стоят также силы, определяющие водородные связи, и взаимодействие ион — диполь. [c.158]

Для объяснения механизма действия этих присадок необходимо учитывать, что на формирование адсорбционных слоев и, следовательно, на структуру двойного электрического слоя, влияет ряд факторов. К ним относятся полярность молекул присадок, развитость алкильных радикалов, обусловливающих дисперсионные силы взаимодействия, и степень экранизации углеводородными радикалами функциональной группы, определяющей полярные свойства. Для алкилфенолята кальция характерен сравнительно небольшой диполный момент и высокоразвитая углеводородная часть молекулы вследствие большого числа атомов углерода в алкильных радикалах. Такое строение молекул приводит к их ориентации на отрицательно заряженной поверхности растущего [c.126]

А и длиной 2000—4000 А. Они могут быть активными адсорбционными центрами по отношению к небольшим молекулам. Для крупных молекул органических веществ активной поверхностью может быть только внешняя поверхность палыгорскита. По этой причине можно объяснить большую склонность к структурообразованию монтмориллонита (по сравнению с па-лыгорскитом) в гептиловом, октиловом и дециловом спиртах, В случае палыгорскитовых суспензий, поскольку поверхностная активность дисперсионной среды уже, начиная от амилового спирта и выше (в гомологическом ряду нормальных одноатомных спиртов) ограничена в силу особенностей кристаллического строения минерала, адсорбционное взаимодействие в системе палыгорскит — дисперсионная среда не изменяется резко при переходе от одной среды к другой. Это подтверждается очень близкими значениями ККС (табл. 1). [c.211]

Дисперсионный эффект был введен в вычисление теплот адсорбции Лондоном[ ], который возражал против объяснения ван-дер-ваальсовой адсорбции притяжением между постоянными диполями молекул газов и электрическими зарядами на поверхности на том основании, что такая картина сделала бы необходимой перемену знака силы взаимодействия каждый раз, как только молекула передвинулась бы от одной точки поверхности к соседней. Это должно было бы значительно уменьшить подвижность молекул вдоль поверхности в противоречие общепринятому взгляду, что при физической адсорбции молекулы обладают свободной подвижностью по поверхности. Доказательство свободного движения было дано при обсуждении потенциальной теории в гл. V, а именно — было указано, что уравнению состояния газа подчиняется также и адсорбционная фаза. Другое доказательство было предложено Фольмером и Ади-кари [2 ], которые экспериментально доказали подвижность адсорбированных молекул, как это будет показано в гл. ХП1. Эти факты указывают на важность дисперсионных сил в адсорбции, так как эти силы всегда являются силами притяжения и не меняют своего знака с перемещением молекулы по поверхности. [c.279]