химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

ьные адсорбенты не обладают порами какого-нибудь одного размера и- какой-нибудь одной формы. Их поры заполняются или опустошаются не одновременно. Это является причиной того, что ветви гистерезисной петли обычно наклонены к оси абсцисс.

На явлениях адсорбции и, главным образом, капиллярной конденсации основана рекуперация (возвращение в производство) летучих растворителей, теряющихся при технологических процессах.

Рассмотрим для примера процесс рекуперации растворителя из клеев, применяемых в резиновом производстве. При изготовлении прорезиненных тканей на один рулон из 300 м ткани расходуется обычно около 180 кг каучукового клея, содержащего около 85% высокосортного бензина. Весь бензин при высушивании тканн после покрытия ее клеем улетучивается и смешивается с воздухом. Таким образом, при отсутствии рекуперации огромные количества дефицитного и дорогостоящего бензина теряются.

Для рекуперации летучего растворителя смешанные с воздухом пары бензина отсасывают при сушке ткани из сушилок и с помощью воздушных насосов подают в рекуперационную установку, состоящую из двух адсорберов. Пары бензина поступают в один заполненный активным углем адсорбер. Другой адсорбер в это время отключен. В первом адсорбере, куда поступила паро-воз-душная смесь, происходит сначала адсорбция, а затем и капиллярная конденсация паров бензина до полного насыщения адсорбента летучим растворителем, что легко установить по проскоку паров бензина через слой угля. После достижения насыщения первый адсорбер отключают от подающей трубы и подключают к ней второй адсорбер. В отключенный адсорбер подают горячий водяной пар для испарения и десорбции бензина. Пары бензина и воды подают в холодильник, а затем в сепаратор, где сконденсированные бензин и вода отделяются друг от друга путем простого расслаивания этих несмешивающихся жидкостей. За это время второй адсорбер поглотил достаточное количество бензина. Теперь от подающей трубы отделяют его для проведения процесса десорбции, а к трубе присоединяют снова первый адсорбер. Так осуществляется непрерывный произ-i водственный процесс рекуперации летучего растворителя.

6. ХИМИЧЕСКАЯ АДСОРБЦИЯ

Наряду с типичной физической адсорбцией часто на практике имеет место химическая адсорбция, или хемосорбция, т. е. адсорбция, осуществляющаяся за счет химических сил. Однако провести резкую границу между обоими видами адсорбции невозможно. Адсорбция одного и того же адсорбтива на одном и том же адсорбенте в одних условиях может быть физической, а в других условиях — химической. Очень часто физическая адсорбция предшествует химической — адсорбтив, адсорбированный под действием физических сил, затем связывается с адсорбентом уже химическими силами.

Физическая и химическая адсорбция различаются по следующим признакам. Физическая адсорбция вполне обратима и мало-„ специфична. Теплота физической адсорбции составляет обычно всего 2—8 ккал/моль и соизмерима с теплотой конденсации. Теплота химической адсорбции может достигать 200 ккал/моль, т. е. имеет порядок теплот химических реакций. Химическая адсорбция обычно необратима.

Особенно характерно различное действие температуры на фи-аическую и химическую адсорбцию. Повышенная температура уменьшает физическую адсорбцию и, наоборот, способствует хемо-©орбции. В последнем случае это объясняется тем, что хемосорб-Шя является химическим процессом, обычно требующим значительной энергии активации (10—30 ккал/моль). Именно поэтому ^мосорбция, как правило, является активированной адсорбцией. * Поскольку химическую адсорбцию обусловливают химические Р&Лы, десорбция протекает с большим трудом и почти всегда

вместо адсорбированного вещества десорбируется другое. По существу десорбция осуществляется здесь не за счет ухода молекулы с поверхности адсорбента, а в результате разложения образовавшегося при хемосорбции поверхностного соединения. Хемосорбция, как и химическая реакция, вполне специфична, т. е. с адсорбентом могут взаимодействовать лишь определенные адсорбтивы. Существенно, что энергия активации возрастает с повышением степени покрытия поверхности хемосорбированными молекулами. Это можно объяснить лишь существованием активных центров с различными энергиями активации.

. Если химическая адсорбция обратима, зависимость количества адсорбированного вещества от температуры может приобретать

довольно сложный характер. На рис. IV, И показана изо* бара адсорбции СО палладием. При низких температурах наблюдается только физическая адсорбция, которая быстро падает с повышением температуры. Однако при достижении определенной температуры вступает в действие активированная адсорбция, и количество адсорбированного вещества начинает возрастать при увеличении температуры.

При этом практически протекает только хемосорбция, а физическая адсорбция становится очень незначительной. В области высоких температур наблюдается вновь уменьшение количества адсорбированного вещества в результате его разложения.

Типичным примером хемосорбции может служить адсорбция кислорода на угле. На поверхности угля имеются, очевидно, атомы углерода со свободными валентностями, что можно представить схематически так:

Благодаря ненасыщенности атомов углерода на поверхности угля может адсорбироваться кислород:

оооо

А 4 с I

При попытке десорбировать адсорбтив путем нагревания с поверхности удаляется не кислород, а окислы углерода. Это указывает на то, что связь между атомами кислорода и углерода прочнее, чем связь между атомами углерода.

Образующиеся при химической адсорбции мономолекулярные слои новых соединений — поверхностные соединения, как их назвал Н. А. Шилов, нельзя рассматривать как новую фазу, новое вещество. В самом деле, между адсорбированными молекулами адсорбтива и атомами (молекулами) адсорбента возникает химическая связь, но в то же время поверхностные атомы адсорбента сохраняют связь с остальными его атомами. Энергия образования химической связи между молекулами адсорбтива и адсорбента, очевидно, недостаточна для отрыва поверхностных атомов адсорбента от кристаллической решетки. При подводе энергии извне, например при повышении температуры, такой отрыв может наступить, в результате чего поверхностная реакция превращается в обычную гетерогенную реакцию и образуется новая фаза.

Интересно, что теплота поверхностных реакций обычно значительно больше, чем теплота образования химического соединения. Так, теплота адсорбции кислорода на угле примерно в два раза больше теплоты сгорания тбердого углерода.

Как физическая, так и химическая адсорбция играют огромную роль в гетерогенном катализе, так как на поверхности катализатора молекулы адсорбтива реагируют друг с другом гораздо быстрее. Разные исследователи высказывали различные мнения о причине этого явления. Адсорбент, сгущая и ориентируя на своей поверхности молекулы участвующих в реакции компонентов, способствует тем самым протеканию реакции, в конечном счете сам в нее не вступая. Ускорение реакции на поверхности адсорбента (катализатора) может являться результатом и т

страница 35
< 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
курсы 1 с 8.3. кадры в москве
колонки потолочные встраиваемые
прокат видеопроектора
боковина для лавки цена

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
(05.12.2016)