химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

ложил выражать 8 ие как функцию /, а как функцию пропорциональной веля* чины У.

Изменение адсорбционного потенциала 0 с изменением адсорбционного объема V, как это представлял Поляни, показано на рис. IV, 7. Подобные кривые, не зависящие от температуры и характерные для каждого данного адсорбента, Поляни называет характеристическими кривыми.

Теория полимолекулярной адсорбции принимает, что для адсорбционного объема применимо уравнение состояния газа. Поэтому изотермы, характеризующие зависимость плотности адсорбтива р от адсорбционного объема V для разных температур, напоминают изотермы р, V.

В определенных условиях, например при достаточно низкой температуре, адсорбционные силы на поверхности могут вызвать конденсацию пара в жидкость плотностью рж- При температурах значительно более низких, чем критическая, в результате конденсации весь адсорбционный объем будет заполнен жидкостью, так что Уж — КМакс- В этом , случае кривая р ~f(V) на участке, I соответствующем адсорбционному ф объему, идет почти параллельно оси абсцисс в связи с малой сжимаемостью жидкости. Далее на границе адсорбционный объем — газовая фаза кривая резко опускается вниз И ПЛОТ- Рис. IV, 7. Типичный вид ха-ность адсорбтива достигает значения рактеристической кривой, плотности газовой фазы ро.

При температурах значительно более высоких, чем критическая, адсорбтив будет вести себя как идеальный газ и график зависимости р от V выразится кривой, сходной с изотермой для* идеального газа pV — RT. В этом случае адсорбированный газ будет обладать максимальной плотностью у поверхности адсорбента, минимальной — в непосредственной близости от газовой фазы. Плотность адсорбтива в адсорбционном объеме здесь нигде не достигает плотности жидкости.

Наконец, когда температура близка к критической, зависимость р от V выразится, очевидно, кривой, близкой по своему виду к изотерме, описываемой уравнением Ван-дер-Ваальса. В этом случае часть адсорбированного вещества будет находиться в адсорбционном ^объеме в жидком состоянии, а часть—в газообразном. Понятно, наиболее резко кривая снижается в участке, отвечающем переходу от жидкости к газу.

Исходя из приведенных выше представлений, Поляни указал путь для построения характеристической кривой. Потенциал 9<, отвечающий точке i, находящейся на поверхности раздела жидкость — гаа в адсорбционном объеме, мож* во представить как работу сжатия 1 моля газа при температуре Г;

Pi

6f = \V DP {IV, 16)

Pi

где рг—давление насыщенного пара над поверхностью жидкости, ро— давление газа в газовой фазе

Так как V = RT/p, значение 0* можно вычислить по уравнению:

0f = [ V dp = RT

(IV, 17)

Значение рг для большинства веществ известно; значение ро определяется из опыта. Для нанесения соответствующей точки на диаграмму, выражающую зависимость адсорбционного потенциала от адсорбционного объема, неооходимо анать, какому значению V\ соответствует найденное значение 0t. Для этого пользуются вышеприведенным уравнением (IV, 14).

Определив Ух и 0, для ряда значений р0 при температуре значительно более низкой, чем критическая, когда адсорбтив находится в адсорбционном объеме в основном в виде жидкости, можно построить график 0 = f(V). Наличие в правой части уравнения (IV, 17) множителя Г не указывает на то, что зависимость 0, от Уг должна меняться с температурой; а лишь показывает, что при другой температуре, но при том же значении р0 адсорбционный потенциал, соответствующий границе жидкость—газ, будет иным

М М. Дубинин показал, что потенциальная теория адсорбции дает возможность вычислить изотермы адсорбции различных паров на одном и том же адсорбенте по характеристической кривой, полученной из изотерм адсорбции одного пара, так как соотношение адсорбционных потенциалов различных паров практически не зависит от адсорбционного объема. Из этого следует, что координаты точек характеристических кривых для разных адсорбтивов в случае одного и того же адсорбента при всех значениях адсорбционного объема нахо^ дятся в постоянном отношении р\ т. е. эти кривые являются афинными. Отношение р1 называется коэффициентом афинности характеристических кривых. Отсюда следует, что построив характеристическую кривую по экспериментальной изотерме адсорбции одного адсорбтива и зная соответствующий коэффициент афинности для какого-нибудь другого адсорбтива, можно найти изотерму адсорбции для этого второго адсорбтива.

Мы рассмотрели кратко две теории адсорбции — теорию мономолекулярной адсорбции Ленгмюра и теорию полимолекулярной адсорбции Поляни, на первый взгляд исключающие друг друга. Возникает вопрос, какая из этих теорий более правильна? На это следует ответить, что обе теории ограничены в применении. В зависимости от природы адсорбента и адсорбтива и в особенности от условий адсорбции в одних случаях приложима одна, а в других— другая теория адсорбции. Теория Поляни применима только к явлениям чисто физической адсорбции. Теория Ленгмюра охватывает с известными ограничениями явления как физической, так и химической адсорбции. Однако теория Ленгмюра не может быть применена для объяснения адсорбции на тонкопористых адсорбен* тах, имеющих сужающиеся поры. В местах сужения, вследствие аддитивности дисперсионных сил, адсорбционный потенциал более высок и в таких местах происходит более интенсивная адсорбция. Это особенно заметно при температурах ниже критической темпе* ратуры адсорбтива, т. е. при адсорбции паров, которые в этом случае заполняют наиболее узкие места капилляров в виде жидкости. Применение уравнения Ленгмюра к адсорбции тонкопористыми адсорбентами, имеющими поры с сужениями, затруднительно. Конечно, формально, уравнением Ленгмюра можно описать

адсорбцию такими адсорбентами. Однако константа аМакс в этом случае теряет смысл емкости плотного монослоя, и использование этой константы для определения удельной поверхности таких адсорбентов уже не дает правильных результатов.

Делались попытки обобщить представления Ленгмюра и Поляни и описать изотермы различной формы с помощью одного уравнения. В частности, такая обобщенная теория была развита Брунауэром, Эмметом и Теллером в 1935—1940 гг. применительно к адсорбции паров. Их теория получила название теории БЭТ по первым буквам имен авторов. Основные положения теории БЭТ следующие.

1. На поверхности адсорбента имеется определенное число равноценных в энергетическом отношении активных центров, способных удерживать молекулы адсорбтива.

2. Для упрощения взаимодействием соседних адсорбированных

молекул в первом и последующих слоях пренебрегают.

Оба эти допущения соответствуют ленгмюровской адсорбции на однородной поверхности без взаимодействия адсорбированных молекул.

3. Каждая молекула первого слоя представляет собой возможный центр для адсорбции и образования второго адсорбционного слоя; каждая молекула второго слоя является возможным центром адсорбции в третьем и т. д.

4. Предполагается, что все молекулы во втором и более далеких слоях имеют такую же сумму статистических состояний, как в жидком состоянии (в общем отличающ

страница 32
< 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

Скачать книгу "Курс коллоидной химии" (4.52Mb)


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

 

 

Реклама
прикроватные тумбы для спальни купить интернет магазин
решетка переточная с нерегулируемыми жалюзи серия вр-д1
купить джозеф
выпрямление пластиковых порогов

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
(27.07.2017)