химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

ения (при приближении р к ps) рост адсорбции с повышением давления дол

жен увеличиваться. Адсорбционный слой при этом утолщается и лри p=ps наступает объемная конденсация. Таким образом, адсорбция становится полимолекулярной, а изотерма адсорбции проходит точку перегиба. На рис. XVI, 6 показана изотерма полимолекулярной адсорбции пара бензола при 20 °С на однородной поверхности графитированной сажи (начальный «лэнгмюровский» участок этой изотермы был приведен на рис. XVI, 1). Изотерма имеет S-образ-ный вид и вполне обратима.

Простейшее уравнение полимолекулярной адсорбции было выведено исходя из того, что при адсорбции пара молекулы, попадая на уже занятые места, не покидают их немедленно, но образуют кратные адсорбционные комплексы (рис. XVI, 7). По мере приближения значения р к ps сокращается число свободных мест, растет, а затем сокращается число мест, занятых единичными комплексами, потом двойными комплексами, тройными комплексами и т. д. При выводе уравнения изотермы полимолекулярной адсорбции пара пренебрежем взаимодействиями между молекулами адсорбата в адсорбционном слое

вдоль поверхности адсорбента, а для образования единичных комплексов примем те же допущения, что и при выводе уравнения Лэнгмюра для^адсорбции в первом слое.

Рассмотрим полимолекулярную адсорбцию пара на однородной поверхности как серию квазихимических реакций образования единичных и кратных комплексов:

пар+свободная поверхность с > единичные комплексы nap-f-единичные комплексы ( > двойные комплексы пар+двойные комплексы < > тройные комплексы и т. д.

Пусть 6', 6", 6"л, ...—доли поверхности, покрытые единичными, двойными, тройными и т. д. комплексами. Общая величина адсорбции с учетом кратности каждого комплекса

А = АТ{В' + 26"+ 36" +•••) (XVI, 22)

где АТ—емкость одного плотного слоя.

Выражения для констант равновесия соответствующих реакций имеют следующий вид:

В' fi" ftm

К' = —; К' = —; Кт = —\ ... (XVI, 23)

Р% рв' ре* У > 7

где Q0—доля свободной поверхности. Константа К' обычно значительно превышает константу К", так как взаимодействие адсорбат—адсорбент резко уменьшается с ростом расстояния от поверхности. Константы К", К!" у •?• также'не равны друг другу, однако разница между ними обычно много меньше разницы между К' и К", поэтому для приближенного описания полимолекулярной адсорбции можно принять, что

К"^К"^-? • — KL (XVI, 24)

где KL—константа равновесия насыщенный пар—жидкость (константа конденсации), равная l/ps*. При этом допущении из уравнения (XVI, 23) следует:

6" = K"pV = KLpb'

6'

А = АтК'рЬ0

1 +2-^-4-3

_р_

Р.

(XVI, 26)

С другой стороны, суммарное заполнение первого слоя

60 + б' + 6" + 6" -| = 60 (i + К'р[\ + ^ + (-?)•+???]) = 1 (XVI, 27)

Сумма членов убывающей (так как p/ps^.l) геометрической прогрессии равна:

1 + plPs + (P/Ps)2+ ' • • - (XVI, 28)

Ряд, заключенный в квадратные скобки в уравнении (XVI, 26), представляет производную ряда (XVI, 28) по plps, т. е.

1 + 2pips + З(р/Л)«+ • • • = {i-p!Psf (XVI, 29)

Подставив уравнение (XVI, 29) в уравнение (XVI, 26), получим

а = «- TT^fer (XVI. 30)

Из уравнений (XVI, 27) и (XVI, 28) следует, что

1+

Вводя это выражение в уравнение (XVI, 30), получим:

а = л , wl*,'^ г-т (XVI, 31)

(i—p!ps)(i+:K'p—p/ps) 4 7

Заменяя значение р относительным давлением plps, которым удобно пользоваться при изучении адсорбции паров, т. е. вводя р =

=ps-pfps—~](~L'plps, и обозначая K'IKL=C, получаем уравнение

полимолекулярной адсорбции пара Брунауера, Эмметпга и Телле-ра (сокращенно называемое уравнением БЭТ):

а = (XVI, 32)

(1-P/P,)[l + (C-I)p//>J

Аналогично

anfiplp< „Л 4

и

W^s

(l-p/ps)[l + (C-l}p/ps]

(XVI, 326)

В соответствии с уравнением (XVI, 17) K'=g'e9^RT, где Q1— теплота адсорбции в первом слое, а по уравнению Клапейрона— Клаузиуса (см. стр. 145 и сноску на стр. 451) KL=§LeL/Rr> ^Де §L—энтропийный множитель, a L—теплота конденсации,

поэтому С =ge ет , где g—g'fgL, т. е. при адсорбции паров играет роль разность между полной теплотой адсорбции в первом слое и теплотой кон^ /2

денсации (Qx—L), так называемая чистая теплота адсорбции.

в

При малых значениях pfps и С>1 уравнение БЭТ (XVI, 32) переходит в уравнение Лэнгмюра (XVI, 10в) в соответствии с тем, что при выводе уравнения БЭТ не было принято во внимание притяжение адсорбат—адсорбат. Поэтому уравнение БЭТ выполняется тем лучше, чем относительно больше энергия взаимодействия адсорбат—адсорбент по сравнению с энергией взаимодействия адсорбат—адсорбат, т. е. оно хорошо выполняется лишь при больших чистых теплотах адсорбции (при С>1). Этому условию близко отвечает, например, адсорбция бензола на поверхности графитированной сажи (изотерма адсорбции представлена на рис. XVI, 7). На рис. XVI, 8 показана зависимость дифференциальной теплоты адсорбции (т. е. теплоты, выделяющейся на моль адсорбата при данном заполнении 6) пара бензола от заполнения поверхности графитированной сажи. Из рисунка видно, что при

страница 167
< 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
привод электрический 321
аренда экрана для проектора
тумба фьорд
Фирма Ренессанс купить лестницу для бассейна - продажа, доставка, монтаж.

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
(24.08.2017)