химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

еплотам адсорбции.г

2) Энергия адсорбции полярных молекул на неполярном адсорбенте. При адсорбции полярных молекул на неполярном адсорбенте постоянный дипольный момент молекулы адсорбата поляризует атомы адсорбента, т. е. индуцирует в них электрические моменты. В результате возникает индук-/TT7T7T7Trf%jTT777TT77 ционное притяжение, которое добавляется к

Ч

дисперсионному. В зависимости от положения и величины диполя в молекуле адсорбата и поляризуемости адсорбента энергия индукционного взаимодействия может достигать нескольких ккал/моль.

—6

Ф.. ~ —

Рис. XVIII, 4. Схема зеркального изображения диполя молекулы адсорбата в металле.

Например, при адсорбции молекул, обладающих дипольным моментом ^ на графите, атомы углерода которого имеют поляризуемость at, вклад индукционных сил в потенциальную энергию адсорбции составляет

(XVIII, 17)

нЛ 2 г

где г—расстояние центра диполя от центров атома углерода, а константы р и ц имеют то же значение, что и в выражении (XVIII, 7). В этой формуле приближенно учтено усреднение по всем возможным направлениям диполя р.2 относительно поверхности адсорбента.

Предельным случаем поляризации адсорбента диполем адсорбирующейся молекулы является адсорбция диполей на металлах. Если рассматривать металл как непрерывное проводящее тело, в нем возникает зеркальное изображение диполя молекулы адсорбата с противоположным расположением зарядов (рис. XVIII, 4), что вызывает притяжение. Энергия притяжения диполя и его зеркального изображения может быть вычислена по закону Кулона:

Ф.. = —

<220)J

(1 + cos2 р)

(XVIII, 18)

где f*2—дипольныи момент полярной молекулы, между центром диполя и поверхностью металла, а и направлением г.

z0—равновесное расстояние Р—угол между осью диполя

3) Адсорбция полярных молекул на поверхностях, имеющих электрические заряды. При адсорбции полярных молекул на адсорбенте, имеющем на поверхности ионы или диполи, возникает взаимодействие диполя адсорбата с электростатическим полем адсорбента. Если молекулы адсорбата невелики и обладают периферически расположенными диполями (например, молекулы воды и аммиака), они ориентируются в электростатическом поле адсорбента. Возникает так называемое ориенпгацион-ное кулоновское взаимодействие. При нормальной к поверхности ориентации диполя (рис. XVIII, 5) электростатическая сила взаимодействия на расстоянии г между центром диполя и центром иона может быть вычислена по закону Кулона:2

где ряд

между зарядами, соответствующее выражению дипольного момента р2 в виде произведения г/. Преобразуя уравнение (XVIII, 19) и пренебрегая членами с /2, получаем:

2тЧ

20Е(Х2

(XVIII, 20)

Для энергии этих взаимодействий в расчете на моль получаем формулу

Фс = N

(XVIII, 21)

ZO

где NA—число Авогадро, a z0—равновесное расстояние, равное сумме ван-дер-ваальсовых радиусов молекулы адсорбата и иона адсорбента (принимается, что /2При адсорбции на знакопеременной поверхности влияние соседних ионов уменьшает величину Фс. Однако имеются случаи, когда на поверхности выдвинуты вперед ионы одного знака. Например, на катионообменной поверхности цеолитов катионы находятся над большими комплексными анионами АЮ^, разобщенными тетраэдрами Si04. В таких случаях (рис. XVIII, 5) формула (XVIII, 21) представляет хорошее приближение. Энергия Фс может составить несколько ккал/моль.

При адсорбции больших молекул, обладающих, наряду с периферическими диполями, большой неполярной частью, например молекул спиртов с достаточно большой углеводородной цепью, молекул фенола и т. п., энергия дисперсионных сил больше энергии электростатического взаимодействия диполя адсорбата с полем ионов или полем диполей поверхности адсорбента. В результате молекула адсорбата, например фенола, ориевтируется плоскостью бензольного кольца параллельно поверхности адсорбента. При такой вынужденной ориентации диполя молекулы адсорбата энергия электростатического взаимодействия меньше, чем при свободной его ориентации, так как ось диполя оказывается расположенной под углом к направлению электростатического поля поверхности.

§ 4. Водородная связь при адсорбции

Причиной молекулярной ассоциации в водных растворах и многих жидкостях часто является возникновение водородной связи между соприкасающимися полярными частями молекул, содержащих, например, гидроксильные группы (см. стр. 164). Такая ассоциация проявляется также и при адсорбции на адсорбентах, содержащих на поверхности гидроксильные группы, например при адсорбции воды, спиртов, аммиака, аминов и т. п. на поверхностях гидроокисей, т. е. на гидроксилированных поверхностях силикагелей, алюмогелей, алюмосиликатных катализаторов и т. п. адсорбентов. Поверхность силикагеля покрыта гидрок-сильными группами, связанными с атомами кремния кремнекисло-родного остова. Вследствие того что электронная d-оболочка атома кремния не заполнена, распределение эл

страница 182
< 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
мягкие игровые комплексы в ярославле
neo cosmo ring emo отзывы
нож сантоку fontignac цена
курсы финансирования

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
(06.12.2016)