химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

н-дер-Ваальса.

В табл. IV, 1 приведены данные, характеризующие связь между адсорбцией и физическими свойствами некоторых газов.

Таблица IV, 1. Зависимость адсорбции газов на древесном угле

от их физических свойств

Газ Мол. вес Температура кипения, К Критическая температура, К Объем газа (в смЗ), адсорбированного 1 г угля при 15 °С

so2 64 263 430 379,7

NH3 17 240 405 180,9

N20 44 183 309 54,2

С2Н2 26 189 308 48,9

со2 44 195 242 47,6

со 28 81 134 9,3

N2 28 77 126 8,0

н2 2 20 33 4,7

Из приведенных в табл. IV, 1 данных видно, что температура кипения, критическая температура вещества, а также адсорбция связаны друг с другом. Так как температура кипения составляет обычно 2/з от критической, то, естественно, что адсорбция,

Ш

возрастающая с ростом критической температуры, должна увели* чиваться и с возрастанием температуры кипения. Связь между физическими свойствами газов и адсорбцией вполне объяснима, так как силы, действующие при сжижении газов и их адсорбции, близки по своей природе.

Связь между адсорбцией и указанными физическими свойствами газов обнаруживается только при физической адсорбции. При хемосорбции, в результате ее специфичности, подобная связь обычно отсутствует.

Динамическая адсорбция. Все, что говорилось ранее об ад* сорбции, относилось к случаю, когда адсорбция "протекает в ста-~ тических условиях, т.е. когда адсорбент адсорбирует молекулы из одного и того же объема газа вплоть до установления адсорбционного равновесия. Однако на практике большое значение имеет динамическая адсорбция, когда адсорбирующийся газ или смесь его с воздухом пропускают через слой адсорбента. Такие условия имеют место при работе установок, на которых проводится рекуперация паров растворителей из смеси с воздухом, при работе противогаза и т. д.

Динамическая активность адсорбента существенно отличается от его статической активности. Статическая адсорбционная активность при данной температуре и концентрации газа определяется количеством адсорбтива, поглощенного единицей массы адсорбента при установлении равновесия. Динамическая активность адсорбента характеризуется длительностью пропускания газа или его смеси с воздухом через слой адсорбента до момента обнаружения первых следов газа за слоем адсорбента. Эта величина зависит как от статической активности адсорбента, так и от других факторов, а именно от соотношения между толщиной и площадью слоя адсорбента, диаметра зерен адсорбента, концентрации газа и скорости его протекания. Поэтому динамическую адсорбцию можно характеризовать только временем, протекающим до проскока газа через слой адсорбента при данных условиях процесса, и нельзя характеризовать количеством газа, адсорбированным единицей массы или объема адсорбента. Динамическая активность адсорбента подробно изучалась в Советском Союзе Н. А. Шиловым, а затем М М. Дубининым и другими учеными.

Адсорбция газов из их смесей. Адсорбция газов из их смесей имеет большое практическое значение, так как условия, при которых адсорбент окружен атмосферой одного какого-нибудь газа, на практике встречаются крайне редко. С адсорбцией газов из их смесей с воздухом приходится иметь дело при рекуперации растворителей, при кондиционировании воздуха, при очистке двуокиси углерода, водорода, аммиака.

При адсорбции из газовой смеси каждый отдельный газ адсорбируется всегда в меньшем количестве, чем если бы происходила адсорбция одного этого газа. При этом чем лучше газ адсорбируется, тем лучше адсорбируется он и из смеси. Опыт показывает,

что адсорбция одного газа может настолько превосходить адсорбцию другого, смешанного с ним газа, что адсорбция второго газа практически не происходит. В частности, это наблюдается при адсорбции активным углем из воздуха паров органических растворителей, когда влияние воздуха на адсорбцию паров растворителей ничтожно.

В заключение отметим, что, применяя адсорбент, никогда не следует забывать, что он мог ранее адсорбировать на себе тот или иной газ. То, что мы принимаем за адсорбцию, часто является лишь вытеснением с поверхности адсорбента другого газа.

ГЛАВА V

АДСОРБЦИЯ *НА ГРАНИЦЕ РАСТВОР —ГАЗ

Для рассмотрения явлений адсорбции растворенного вещества на границе раствор — газ молекулярно-кинетические представления, которыми мы широко пользовались в предыдущей главе, мало пригодны. Здесь гораздо целесообразнее рассматривать явления с термодинамических позиций и связывать адсорбцию растворенного вещества с изменением свободной энергии поверхности или ее поверхностного натяжения.

Из-за однородности и гладкости поверхности всякой жидкости при изучении адсорбции на ее поверхности совершенно неприло-жимы обычные представления об активных центрах. Очевидно, из-за равноценности всех участков поверхности жидкости и теплового движения ее молекул нельзя также говорить о каком-нибудь закреплении молекул адсорбтива в определенных местах. Молекулы адсорбтива, если только они не связаны друг с другом молекулярными силами, способны свободно перемещаться на поверхности и, как правило, находятся в тепловом движении.

1. ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ

Учение о поверхностном натяжении и методы его определения подробно рассматриваются в курсе физики. Здесь только напомним некоторые сведения о поверхностном натяжении жидкостей и твердых тел.

Поверхностное натяжение является следствием существования внутреннего давления — силы, втягивающей молекулы внутрь жидкости и направленной перпендикулярно поверхности. Внутреннее давление тем выше, чем полярней вещество, так как причиной его является действие молекулярных сил. Например, внутреннее давление воды составляет 14 800 атм, а бензола — только 3800 атм. Огромные значения внутреннего давления объясняют, почему жидкости мало-сжимаемы под действием внешних давлений, обычно применяемых на практике^

Внутреннее давление втягивает молекулы, расположенные на поверхности жидкости, внутрь и тем самым стремится уменьшить поверхность до минимальной при данных условиях. Сила, действующаи на единицу длины границы раздела и обусловливающая сокращение поверхности жидкости, называется силой поверхностного натяжения, или, просто, поверхностным натяжением. Единицы измерения этой величины дин/см. Эта сила всегда направлена тангенциально к поверхности жидкости

Заметим, что для увеличения поверхности жидкости необходимо затратить работу, связанную с преодолением сил, обусловливающих внутреннее давление. Работа при обратимом и изотермическом процессе, необходимая для создания единицы поверхности, равна удельной свободной энергии поверхности. Очевидно, единицы измерения этой величины эрг/см2. Помня, что эрг = дин-см, можно получить для удельной свободной поверхностной энергии, или работы ооздания 1 см3 поверхности, те же единицы измерения, что и для поверхностного натяжения, т. е. дин/см. Удельная свободная поверхностная энергия численно равна поверхностному натяжению; обе эти величины обозначают символом о\ Следует иметь в. виду, что свободная поверхностная энергия равна поверхностному натяжению только в случае о

страница 38
< 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
где купить металлочерепицу в омске
подарки для музыкантов
ремонт кузова без покраски
кресло престиж gtp

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
(04.12.2016)