химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

лами притяжения и при сближении молекул адсорбата с молекулами адсорбента уравновешиваются силами отталкивания, быстро увеличивающимися на коротких расстояниях.

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 отталкив'ание со стороны соседних с этим катионом анионов, образующих вместе с катионами знакопеременную поверхность адсорбента).

! Особенностью адсорбционных взаимодействий, отличающей их от взаимодействия между молекулами в газах, является весьма тесное сближение молекул адсорбата с атомами, ионами или молекулами, образующими поверхность адсорбента. Вследствие этого взаимодействие между частицами адсорбата и адсорбента аналогично взаимодействиям в конденсированных средах, например в растворах, где расстояния между частицами также весьма малы. Поэтому явление адсорбции часто имеет много общего с молекулярной ассоциацией в жидкостях.

При адсорбции часто происходит образование водородной связи между молекулой адсорбата и соответствующими группами или ионами на поверхности адсорбента. Так, при адсорбции молекул воды, спиртов, эфиров, аминов и т. п. на адсорбентах, поверхность которых покрыта гидроксильными группами, например на силикагеле (высокополимерной кремнекислоте), в дополнение к неспецифическим дисперсионным, ориентационным и индукционным взаимодействиям происходит образование молекулярных комплексов с водородной связью. Такие более специфические взаимодействия проявляются также при адсорбции и других молекул с периферическим сосредоточением электронной плотности, например имеющих тг-электронные связи, на поверхностях,

несущих гидроксильные группы и катионы. Донорно-акцепторные взаимодействия часто проявляются при адсорбции на полупроводниках молекул, обладающих электронодонорными или элек-троноакцепторными центрами.

Наконец, между молекулой адсорбата и молекулами, атомами или ионами поверхности адсорбента может возникнуть настоящая химическая реакция с образованием нового поверхностного химического соединения. В этом случае говорят о хемосорбции. Примером хемосорбции является адсорбция кислорода поверхностями металлов. Хемосорбция с поверхности может распространиться и на объем адсорбента, переходя в обычную гетерогенную реакцию.

§ 3. Изотермы адсорбции газов. Уравнение Генри

Обычно поверхность активных адсорбентов неоднородна, что связано с особенностями их получения и строения (см. стр. 503 и след.). Неоднородность поверхности сильно усложняет трактовку явления адсорбции. Поэтому для получения простейших закономерностей обращаются к однородным поверхностям. Примером адсорбента с практически однородной поверхностью является сажа, прокаленная при температуре около 3000 °С: поверхность ее частиц состоит в основном из базисных граней графита.

Равновесие вещества в газовой фазе и в адсорбционном слое на поверхности адсорбента подобно равновесию газа в поле тяжести, только роль гравитационного поля играет поле адсорбционных сил, очень быстро убывающих с расстоянием от поверхности адсорбента. При адсорбции газов образуется мономолекулярный адсорбционный слой; толщина слоя определяется размерами молекул адсорбата и их ориентацией у поверхности.

Адсорбционное равновесие можно рассматривать, как равновесие простейшего распределения:

молекула в газе с > молекула на адсорбенте (адсорбционный комплекс)

Если поверхность адсорбента однородна, то концентрация вещества в адсорбционном слое на поверхности адсорбента везде одинакова. Если она равна са (и выражается, например, числом молей в единице объема адсорбционного слоя) и коэффициент активности в адсорбционном слое равен та, а концентрация в газе е (моли в единице объема) и коэффициент активности в газе -у, то из общего закона распределения (стр. 216) следует

(XVI, 1)

ИЛИ

са^К^--с (XVI, 1а)

где К—константа равновесия, не зависящая от концентрации и постоянная при постоянной температуре. Это уравнение связывает концентрацию адсорбированного вещества в адсорбционном слое с его концентрацией в объемной газовой фазе при постоянной температуре и является поэтому уравнением изотермы адсорбции. В общем случае значения 7а и f зависят от концентрации, так что изотерма адсорбции выражается кривой. При невысоких концентрациях в газовой фазе|(при давлениях до 1 атм) т~1 и

са*=К— (XVIЛ б)

Однако, особенно в случае сильной адсорбции, концентрации в поверхностном слое даже при небольших концентрациях газа могут быть большими, так что чаф!\ Ta^l только при малых значениях

страница 163
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
недорогие билеты в театры москвы
http://taxiru.ru/uslugi_pechati/banneri/
вентилятор осевой крышный vop 500 3х30
знак болезням вход воспрещен рисунок 3 класс

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(20.10.2017)