химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

. Величина °» ^ ~ 17 А2.

температура выше двумерной критической] и адсорбция NH3 [сильное взаимодействие адсорбат—адсорбат, уравнение состояния (XVII, 40 а), температура ниже двумерной критической]. В последнем случае уравнение двумерного состояния (XVII, 40) имеет вид, типичный для фазового перехода первого рода, т. е. это уравнение имеет три действительных корня. В этом случае происходит двумерная конденсация: при постоянном значении я происходит скачкообразное изменение значения со от величины, характерной для двумерного пара, до величины, характерной для двумерной жидкости.

§ 7. Изменение свободной'энергии при адсорбции

Рассмотрим, как изменяется при адсорбции свободная энергия системы.

В начальном состоянии система состоит из чистого адсорбента (1) с поверхностью s=l и поверхностным натяжением ах и из п2 молей чистого жидкого адсорбата (2), находящегося отдельно при давлении ps (см. схему опыта на рис. XVI, 13, стр. 457). В этом состоянии свободная энергия системы согласно уравнению (XVII, 34)

F = о, + Г>; + пг& (XVII, 48)

где Г°—величина адсорбции самого вещества адсорбента у поверхности раздела (величина его автоадсорбции), а р° и [х°—химические потенциалы адсорбента и адсорбата в этом начальном состоянии. Введем теперь п2 молей вещества 2 в пространство с адсорбентом (например, в ампулу 1 на рис. XVI, 13). Это вещество в количестве Г2 адсорбируется на поверхности адсорбента, а в количестве n'z=n2—Г2 останется в газовой фазе над адсорбентом (в так называемом «мертвом объеме»). В конечном равновесном состоянии свободная энергия системы [см. уравнения (XVII, 34), (V,ll) и (IV, 13)]

Р = ° + !>i + 1>2 + < (- RT + (XVII, 49)

где с—поверхностное натяжение после адсорбции, Г4 и Г2— величины адсорбции, ^ и |*а—химические потенциалы адсорбента и адсорбата в состоянии равновесия. Изменение свободной энергии при переходе рассматриваемой системы из начального состояния в равновесное конечное

F - F° = с - с, + rl!h - Тух + Г2 (р,2 - |*2) +

+ п'2 (~ #Г + р., - Й (XVII, 50)

Обычно мертвый объем газа над адсорбентом очень мал, так что «2<Г2%!Л2, поэтому

^-^«а-о^Г^-ГИ + Г.Сц.-ц;) (XVII, 51)

Если адсорбент не растворяет объемно вещество 2, то Pi=p' и Tj^r", так что

F - F0 - а - а, + Г2 (Н - и (XVII, 52)

или сокращенно

AF = До + Г2Д^2 (XVII, 52а)

Таким образом, в общем случае, когда химический потенциал адсорбата при1адсорбции изменяется, изменение свободной энергии системы больше изменения поверхностного натяжения.

Величину Др,2 можно вычислить, зная (см. стр. 469) давление насыщенного пара адсорбата ps (в исходном состоянии—над чистой жидкостью 2) и давление пара р адсорбата, находящегося в равновесии с адсорбционным слоем при величине адсорбции Г2:

A\i2 = RT\np!ps (XVII, 53)

Подставив это выражение в уравнение (XVII, 52а), получим:

AF = Дз + F2RT In pips (XVII, 54)

При адсорбции на однородной поверхности в пределах монослоя (см. стр. 476) величина—Да=<з1—а равна поверхностному давлению тс. В области малых заполнений (малых р) согласно уравнению (XVII, 39) Tz=kTa=RTT2, откуда тс/Г2=/?7\ так что среднее мольное изменение свободной энергии при адсорбции составляет

= RT

К-1)

(XVII, 55)

Таким образом, мольное изменение поверхностного натяжения— —До/Г2 (равное 7г/Г2) при адсорбции на однородной поверхности в

ВО

,50

%40

К. 1 Ю

Рис. XVII, 14. Зависимость изменения свободной энергии Д/7 и изменения поверхностного натяжения (поверхностного давления) —Да=гс от заполнения б однородной поверхности графитированной сажи бензолом.

области малых заполнений имеет для различных адсорбентов общий предел RT, в то время как мольное изменение свободной энергии &FfT2 по абсолютной величине много больше RT; его зависимость от природы адсорбента и адсорбата выражается членом RT\upfps. Абсолютная величина этого члена с уменьшением величины р быстро растет, причем по-разному для различных адсорбционных систем в зависимости от наклона изотермы адсорбции.

На рис. XVII, 14 показаны кривые зависимости —AF и тс = =—Да от заполнения поверхности 8=а2/аОТ)2=а^т>2^Г2сот,2 для адсорбции пара бензола на однородной поверхности графитированной сажи (соответствующая изотерма адсорбции представлена на рис. XVI, 1, стр. 442 и на рис. XVI, б, стр. 450). Из рис. XVII, 14 видно, что в области малых заполнений, соответствующих малым равновесным давлениям, величина —Д5>я, и только при р—>pS) когда Др2 "0, величина —AF начинает сближаться с величиной п.

При адсорбции на твердых адсорбентах измеряется не изотерма ст=/(ш), но изотерма адсорбции аг ~Г2 = ф(р), поэтому для расчета AF величину Да в формуле (XVII, 52а) надо выразить через изотерму адсорбции. Это можно сделать с помощью адсорбционного уравнения Гиббса (XVII, 36), которое, учитывая, что — dДо = T2dA\>.2 (XVII, 366)

Интегрируя это уравнение от началь

страница 177
< 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
купить участок в рассрочку
привод belimo tf230-sr
ned nd-oh-280b-3
объект охраняется вневедомственной охраной внг наклейка

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
(26.09.2017)