Адсорбция и адсобционные равновесия
. Утверждается следующее.
1. В адсорбционном пространстве действуют только дисперсионные силы, которые аддитивны и не зависят от температуры. Т.е. при адсорбции характер взаимодействия между молекулами адсорбата не изменяется, а происходит только увеличение концентрации на поверхности адсорбента.
2. Активных центров нет, а есть непрерывное силовое поле.
3. Адсорбционные силы действуют на расстоянии большем, чем монослой адсорбата, поэтому говорят об абсорбционном объеме, который заполняется жидким адсорбатом.
4. Действие адсорбционных сил уменьшается по мере удаления от адсорбента и на каком-то расстоянии они равны нулю.
5. Притяжение данной молекулы поверхностного адсорбента не зависит от наличия в адсорбционнои пространстве других молекул, вследствие этого возможна полимолекулярная адсорбция.
6. Адсорбционные силы не зависят от температуры. И, следовательно, с изменением температуры адсорбционный объем не изменяется. Это не противоречит тому, что с увеличением температуры адсорбция уменьшается, а свидетельствует о том, что в результате нагревания и увеличения интенсивности теплового движения адсорбированных молекул увеличивается десорбция.
На рис. 2.3.2.4 показан разрез адсорбционного объема. Как во всяком поле, в них можно представить эквипотенциальные поверхности, т.е. поверхности, где адсорбционный потенциал постоянен - это пунктирные линии.
Под адсорбционным потенциалом e
следует понимать работу, совершаемую против адсорбционных сил при перемещении одного моля газа с поверхности жидкого адсорбата (рs) в газовую фазу (р). В теории Поляни сделано допущение, что практически все адсорбированное вещество находится в жидком состоянии. Это позволяет заменить зависимость адсорбционного потенциала от расстояния (которое для пористого адсорбента определить невозможно) на функцию объемного жидкого адсорбента. Этот объем можно определить из экспериментально полученной изотермы адсорбции (рис. 2.3.2.5), дающей величину адсорбции:
V = AVm,
где V - адсорбционный объем, заполненный жидкостью;
А - величина адсорбции, моль;
Vm - мольный объем адсорбата.
,
т.е. адсорбционный потенциал при постоянном объеме не зависит от температуры. Это так называемая температурная инвариантность. Для двух разных температур можно записать:
V=A1VМ1=A2VМ2;
.
Эти соотношения показывают, что, зная изотерму при одной температуре, можно рассчитать изотерму при другой температуре. В дальнейшем теорию Поляни разработал М.М. Дубинин. Так, им обнаружено важное свойство, характерное для потенциальных кривых адсорбции: характеристические кривые для одного и того же адсорбента и разных адсорбатов при всех значениях объемов адсорбата в поверхностном слое находятся в постоянном соотношении
b
, т.е.
(e/e0)V = b - коэффициент аффинности, где e0 – адсорбционный потенциал для адсорбата, выбранного за стандарт.
Используя теорию Поляни и обобщив экспериментальный материал, Дубинин пришел к выводу о возможности применения функции распределения Вейбулла Q =f (V) в качестве функции распределения адсорбционного объема по значению потенциала для описания адсорбции на микропористых адсорбентах. Применительно к распределению степени заполнения по адсорбционному потенциалу функцию распределения Вейбулла представляют соотношением
Смотрите также
Полимеры и их конформации
Полимерные молекулы представляют собой обширный класс соединений,
основными отличительными характеристиками которых являются большая
молекулярная масса и высокая конформационная гибкость цеп ...
Золото и его переработка
Основные свойства Начинать разговор о золоте лучше всего со свойств
этого металла и только потом переходить к тому, как эти свойства используются
человеком. Золото интересно тем, что в его х ...