химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

конденсации пара в порах адсорбентов.

Радиус мениска*, при котором начинается капиллярная конденсация, зависит от размеров молекул адсорбата; обычно он составляет около 10—15 А.

Для вогнутого шаровидного мениска радиуса гт оба центра

1 2

кривизны совпадают, т. е. k^=k2~—, так что kx-\-k^= , поэтому

pjps = e Г-Л/ (XIX, 15)

ЭРО уравнение называется формулой Томсона (Кельвина).

В случае сферической капли центр кривизны лежит внутри

жидкой фазы, поэтому (k1-\-k2) = , следовательно

гш

pfps = er™RT (XIX, 16)

т. е. давление пара над каплей больше давления пара над плоской поверхностью жидкости.

Для цилиндрического мениска одна из главных кривизн рав-н-i нулю, поэтому

Рц/Р, = е г^ (XIX, 17)

Таким образом, давление пара над цилиндрическим мениском понижается меньше, чем над шаровым мениском с тем же радиусом, т. е. рц>/?ш. С этим связано явление гистерезиса капиллярной конденсации.

Рассмотрим процесс адсорбции и десорбции для пор конусообразной и цилиндрической формы (рис. XIX, 5).

* Раднус мениска меньше радиуса пор на толщину пленки адсорбата.

В результате адсорбции на стенках конусообразной поры образуется адсорбционная пленка с вогнутой поверхностью. Максимальной кривизной эта поверхность обладает в наиболее узкой части поры,, где образуется мениск с шаровидной поверхностью радиуса г. Когда давление пара над этой поверхностью р достигает значения pse rRT , пар станет относительно этой поверхности насыщенным и начнется его конденсация, которая приведет к продвижению жидкости в более широкую часть поры, т. е. к увеличению г. Следовательно, для того чтобы пар продолжал конденсироваться, должно увеличиваться давление р (см. рис. XIX, 5а). При десорбции процесс пойдет тем же путем в обратном направлении. Таким образом, капиллярная конденсация в порах воронкообразной (или клиновидной) формы протекает обратимо.

^P/Pj ^P/Ps ~^P/Ps

•a в

Рис. XIX, 5. Схема капиллярной конденсации в

порах различной формы:

а —конуснообразкой! б —цилиндрической, закрытой у одного конца; в —цилиндрической, открытой с обоих концов.

При адсорбции пара в поре цилиндрической формы, закрытой с одного конца (т. е. в поре, напоминающей пробирку), у закрытого конца образуется шаровидный мениск. При р=ре rRT начинается капиллярная конденсация. Жидкость в поре поднимается, но в отличие от поры конусообразной формы радиус мениска при этом не изменяется. Таким образом, вся пора заполнится жидкостью при постоянном значении р; изотерма капиллярной конденсации изобразится вертикальной линией (см. рис. XIX, 5,6) Десорбция произойдет тем же путем обратимо.

Если же адсорбция пара происходит в цилиндрической поре, открытой с обоих концов, то шаровидный мениск при адсорб

иди не образуется и капиллярная конденсация начнется на вогнутом цилиндрическом мениске пленки, покрывающей стенки

т

Рис. XIX, 6. Схема поры в адсорбенте глобулярной структуры с координационным числом шесть:

а —упаковка шаров в плоскости; б—вид «элементарной поры».

капилляра, при давлении pn—pse rRT. Конденсация в этом случае приводит к увеличению толщины пленки, т. е. не к увеличению, а к уменьшению радиуса г, поэтому при давлении р весь капилляр заполнится жидкостью. Изотерма капиллярной конденсации на пути адсорбции будет, как и в предыдущем случае, иметь вертикальный участок, но вследствие того, что кривизна цилиндрической поверхности меньше шаровой (при том же радиусе), вертикальный участок на изотерме будет находиться при р=рц большем, чем рш (см. рис. XIX, Ъв). После заполнения капилляра на его концах образуются шаровидные мениски, соответствующие р=рц, т. е.

с той же кривизной, что и цилиндрический мениск, следовательно с г—2/'ц. При дальнейшем повышении давления пара от рц до ps кривизна этих менисков будет уменьшаться до нуля и соответственно дополнительно сконденсируется небольшое количество пара.

При десорбции вначале процесс пойдет обратимо: при испарении небольших количеств жидкости в устья капилляра будут вдавливаться шаровидные мениски растущей кривизны. Однако при p=pi{ эти шаровидные мениски еще прорваться не могут, поэтому при этом давлении пара капилляр останется еще заполненным, так что де-сорбционная ветвь разойдется с адсорбционной и радиус шаровидного мениска будет продолжать уменьшаться. Только при пони2cv

т

жении давления пара до р=рш — pse rRT радиус шаровидного мениска сделается равным радиусу адсорбционной пленки в цилиндре и вся жидкость, которая была сконденсирована в капилляре, испарится. Таким образом, при этом давлении пара (рш<рц) десорбционная ветвь вертикально опустится до обратимой изотермы полимолекулярной адсорбции, т. е. получается характерная петля капиллярно-конденсационного гистерезиса (рис. XIX, 5в).

В реальных адсорбентах, например в адсорбентах глобулярной структуры (см. рис. XIX, 6) с достаточно большим числом

to

* 6

t =20С

П

4 h

if ?\>

J IF

vp —

касаний, вокруг мест контакта глобул уч

страница 192
< 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
кастрюли из нержавеющей стали
шатер автомат-трансформер складной
Водолей БЦПЭ 0,5-16 У (400Вт, 60л/м, напор 27м)
аренда склада для хранения вещей в москве

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
(30.03.2017)