Файл: Глущенко В.Ю. Введение в физическую адсорбцию учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.07.2024
Просмотров: 92
Скачиваний: 1
67
*сорбируемых веществ. Теряются представления об удельно! по верхности, поскольку весь скелет микропористого адсорбента,
как бы обстоящий из оетки лонных, атомных или молекулярных агрегатов, взаимодействует о чаотипами адсорбата. Теория объём ного заполнения мнкропор даёт внергетичеокое (а не чисто геометрическое) определение микропоры.
Боди распределение значений адоорбционных потенциа
лов внутри объёма пустот (пор) твёрдого тела таково, что, во-
первых, минимальное значение потенциала 'j'm m обеспечивает
в элементе адсорбционного объёма существенное повывение кон центрации адоорбата но сравнению с равновесной объёмной фа
зой и, во-вторых, концентрации |
адсорбата |
в |
элементах объёма |
||
о H'm.ln, |
* ^ |
m ax заметно не |
отличаются, |
то такая пористая |
|
структура |
висит |
название микропористой, |
а |
соответствующие |
области адсорбционного пространства - мнкропор. Эти уоловия могут быть записаны в виде неравенств
и . |
( Ш ) |
Значения И заключены в интервале |
от 2 до к . |
Данное определение микропор |
оодеркит прямое указание |
на важнейшую оообенность адсорбции в них. Веоь объём микро-
пор, |
в которых адоорбционный потенциал оказывается повывенным |
и з-за |
наложения силовых полей противоположных "стенок", |
участвует в адсорбции. Последняя происходит путём распределе ния адсорбированного вещества по всему объёму микропор;
тогда теряются представления о послойном заполнении "поверх ности" (не имеющей здесь обычного смысла). Отказываясь от
68
представлений о "поверхности микропор", теория не исключает понятия о пограничной области пространства, внутристаторой значение потенциальной анергии отличается от ее значений в равновесной объёмной фазе. Эта область включает периферию твёрдого тела и контактирующего о ней газа или пара. Но спе цифическая особенность мйтаопориотых адсорбентов состоит в том, что весь объём мякпопою входит в эту область.
Наличие в выражениях (14б) множителя "Т" Своди Н « 2 * 0 говорит, каэалооь бы, о неприменимости определения
понятия "шпфопора", даваемого теорией. В самом Деле, с повы
шением температуры |
неравенства |
переходит |
||||
в 4 Vin. "vakT |
, к поры |
"исчезают". Кроме того, |
так |
хак |
||
4*min. |
зависит |
от природы |
вещеотва, |
то получается, |
что |
|
один и |
тот же адсорбент в среде одного |
газа имеет поры, в |
сре |
де другого не имеет. Указанное противоречие носит, скорое все го, мнимый характер. Во-первых , теория объёмного заполнения микропор не отрицает,. о чём оказано выше, существования погра ничных облаотей пространства. Во-вторых, с повышением темпера
туры "иочеэают" не поры, а механизм ажсорбпии. отличающий вти
поры от других,и тогда нет смысла выделять
данный тип нор в особый класс. Предлагаемая теорией объёмного заполнения классификация пор является одновременно и класси фикацией сорбционных процебсов - в этом большая диалектичес
кая ценность теории, рассматривающей процеос адсорбции |
в |
|
•дчнстве и глубокой |
взаимосвязи причин, его вызывающих. |
|
Основное |
значение в теории имеют две функции: |
|
|
\ |
|
А * R T Си. p s /p |
( Ш ) |
|
69
ж w / = a Y m (i46)
Юпомнлм, 4io потенциальная теория Полянн танке использует выражение (ом.уравнение 105), не отличающееся по своему виду от (147) и интерпретируемое как адоорбцконный потенциал.
Другиыи словами, очитаетоя, что "р" еоть давление адсорбата
в равновесной газовой фазе, а "р& ” - давление внутри пор у
поверхности, на которой |
происходят конденсация адсорбата. |
||
Теория Полянн принимает, |
что адсорбированное вещество может |
||
быть |
отождествлено о |
жидкой фазой (p s ) при любых значениях |
|
"р °. |
Теория объёмного |
заполнения рассматривает адсорбированное |
вещество как особую Фазу, которая может быть и не конденси рованной. Только насыщенная адсорбционная фаЗа может быть названа "квазижидкой", в то время как теория Полянн приписы вает свойства нормальной жидкости адсорбату даже при малых заполнениях, то есть уже в первом слое.
Веджчжва "А" в уравнении (147) интерпретируется как Уменьшение овободной энергии при адсорбции, равное дифферен циальной мольвой работе при переходе одного моля адсорбата из состояния нормальной жидкости в адсорбированное состояние при неизменной температуре. Кроме того, теория объёмного заполнения микропор исходит из положения о том, что свойотва адсорбированных микропористыми адсорбентами вещеотв в принци пе отличаются от свойств соответствующих им объёмных жидких фаз: например , будучи сильно сжатыми, вещества в порах харак теризуются практически постоянными коэффициентами термичеоко-
го расширения. Опыт показывает, что при адоорбцяи в микропо-
рах безукоризненно сохраняется линейная зависимость логариф-
то
на аредехыюй веячкп адрорбцпх от температуры, а коэффициен ты м ри чаосаго рвояхренжя замети и м м х, соторьи харая-
мрш дхя вернадавоге ооотояяяя мааоти. Эм •ботоямдьотм
паз и л л жатв стропе* мрмояпмпчеаязв овмалв адоврбцл
в кахропарах. Пн ж будем бола педробво оотахавдкватьоя ва
обооиаана а рааянпв предотаелмяй мари оЛЫммзго завод-
и н я ( хм егого нови обратим* х таким, вапример, рабо
там - |
Поэтому ааюпам раздое зайчатам о «ом, |
что ахи |
ва пеождввх w o n u u l морвв закапается в анводо |
фуякции, |
аваля чесий аях моторов в точвоота соответствует |
ввху вэвоотвого в таорм растворов ураввепя Гиббра-Дпгема*
Звачвт, адсорбция я мвхропорах оохонваемя ао-оудоотву
(это весьма ваяю!) охпм вэ фуадамеятадьных уравнений твори*
пегдомешгя гецеоп мжжоХ фааей, то аон ебьёимв..
И . КАПИЛЛЯРНАЯ юшднсйшмШ Ь
Теория «бвбммго вшохваняя ыифоаор, л х оказано
С
вив, отпаиваем* ат геометрачеопх арехотаивнк! о поверхsoon раздел оооуяествущих фаз в тем едучао, когда вся яеграпчвая абдаоть проотраяотм, "задванааваая1' обе фазы,
вкхмчаотоя ъ облоть повиаквого адоорбцяовюго потенциал..
к когда мелка отенок икого боды» адеорбкруюянхоя модекуд,
когха вари язотаточи» бехывяе?
Усматривая иекеторые теорхк адсорбции , мы нигде,
в оудооти ,ео я к считать теорхв ебыёмизго заполнения мик ропор, яе овяэнвал прямо, в явном виде, характер адсорбции з характером яеркстосм, те естьвигде не отавхл вопрос:
как вяяет гмиетояя пер ва адсорбции?
71
?аоонотрсм бдгсав мв-двр-ваальсовоС авеорйрв паров в строго цвлввхрячаоков воре. Хорошо ззваотво, что со» хаавлляр
©ПУОТВ» в ж ивом , шнв~
|
|
|
|
|
тнаатгв *го о т » , то |
|||
|
|
|
|
|
жядвоото похжмамя в ва- |
|||
|
|
|
|
|
пвлляра ш яеваторув вн~ |
|||
|
|
|
|
|
оо>7 |
к |
о обрааоваам |
|
|
|
|
|
|
ааромхтого и н о й |
|||
|
|
|
|
|
(рва. |
Я ), |
Обоввачявг чаре |
|
|
|
|
|
|
в |
- крсово! |
угол омачв |
|
|
|
|
|
|
ваяяя, черев б |
- rw u* |
||
|
|
|
|
|
вую оадг яовврквоотаого |
|||
Рво;Э1, |
Схема тодвятвя |
|
|
ватяжоввя. |
|
|
||
п ю и а I |
жанядляре. |
|
|
|
|
|
|
|
9ю |
столба ввжаоотв вноото! |
к вираавтоя товз |
||||||
|
S T 'Z ^ .iip * |
2 0 b ,Elu ^ C o s 0 ' |
|
(I%#) |
||||
гявз |
ражуо шявлляра, равви! ралвуоу маме»; |
J3 - |
||||||
плэтнММ явдвоотвз кровавахеше 23«,гшбСо*£. оуммярвая |
||||||||
овла тоаорхшотяого натямажя. |
|
|
|
|
||||
Отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К. |
2 |
б* C o s e |
|
|
|
|
|
|
|
• ш |
.Я |
|
|
|
(150) |
|
|
|
|
|
|
|
|||
так т а |
|
Р ~ |
^ / V m |
|
|
|
(151) |
|
|
|
|
|
|
||||
где к - колавглирная маооа, |
ДГ - |
мольный об*8м вяжвооп, то |
||||||
|
|
|
|
т . |
|
|
|
|
|
|
2 |
^ C o s e -Vta |
|
|
|
||
|
|
|
M |
' s UL |
|
|
|
(152) |