Оглавление:
Адсорбция
- Адсорбция. Еще в конце XVIII века было известно, что газы, пары и растворенные вещества поглощаются поверхностью твердых тел. Это явление называется адсорбцией. Особенно часто они сталкиваются с адсорбцией водяного пара. Он поглощается поверхностью всех предметов, которые соприкасаются с воздухом.
- Такая адсорбированная или гигроскопичная вода оказывает большое влияние на свойства самих гигроскопических веществ, поэтому ее необходимо учитывать во многих производственных процессах. 1. наиболее высокоразвитой адсорбционной емкостью, то есть веществом, обладающим способностью поглощаться на поверхности, является древесный уголь. Обработка перегретым паром при высоких температурах значительно улучшает его адсорбционные свойства.
Активированный уголь стал важным компонентом противогаза, основным средством защиты дыхательных путей от вредных веществ. Людмила Фирмаль
Происхождение адсорбционной способности может быть визуализировано на основе рисунка. VII-11.In твердые тела, его отдельные частицы (атомы, молекулы или ионы) расположены в известном порядке. order. In в этом случае частицы в теле находятся в состоянии, отличном от тех, которые находятся на его поверхности. surface. In фактически, частица а равномерно окружена другими частицами со всех сторон. Ее внешнее силовое поле 、 О’О’О’О’о’о’о’о’о’о’о’о’о’о’о’О’О’О’О’О’О’О’О’О’О’О’ Диаграмма VII-11.
Приведена схема возникновения адсорбционного поля. Так, со всех сторон она одинаково компенсируется подобным полем соседних частиц. Частица f>находится в другом положении, так как внешнее электрическое поле не корректируется. Таким образом, на поверхности сохраняется свободное силовое поле. Это притягивает частицы определенного вещества из газа или раствора, контактирующего с ним, к твердому телу. Сила адсорбционного поля и его свойства зависят от природы адсорбента (абсорбента) и расположения частиц на его поверхности. surface.
In кроме того, адсорбционная емкость также зависит от размера поверхности. Поэтому вполне естественно, что отдельные сорбенты могут существенно отличаться по своей поглощающей способности, как количественно, так и качественно. Практическое значение явления адсорбции очень велико. При работе в различных вредных производствах широко применяются противогазы той или иной конструкции.
Сорбция применяется непосредственно при рафинировании (рафинировании) сахара, в нефтяной промышленности (улавливание бензина из природного газа)и др. Процесс адсорбции является основой для окрашивания тканей, дубления кожи, etc. As в результате адсорбции определенных веществ снижается твердость металлов и горных пород, что облегчает механическую обработку.
- Адсорбция играет важную роль во многих каталитических реакциях и в химии коллоидных растворов. Некоторые важные реакции и методы аналитической химии также основаны на it. So лучшая реакция на обнаружение свободного йода-синее окрашивание крахмала-обусловлена образованием адсорбционных соединений. Это очень важно для науки и техники.
Хроматографический способ получения веществ на основе различного поглощения адсорбентами отдельных компонентов исходной смеси 11 Добавь 1) главную роль в адсорбции обычно играет дисперсионная сила (III§ 7).С илом и гелем. Удельная поверхность обоих этих сорбентов примерно одинакова(несколько сот квадратных метров на 1 грамм), но характер их действия существенно различается different.
Наиболее часто используемым абсорбентом является активированный уголь и специально приготовленный кремнезем (SiOa). Людмила Фирмаль
So из водного раствора различных органических веществ уголь в основном поглощает эти вещества, а силикагель-наоборот, наоборот, плохо адсорбирует кислоты и щелочи, главным образом воду, главным образом из водных растворов. Характер поглощения и его величина очень сильно зависят от предварительной обработки адсорбента и структуры его активной поверхности.
Еще более выражена зависимость от природы самого адсорбируемого вещества (адсорбата).Например, углерод гораздо лучше усваивается органическими веществами из водного раствора, чем неорганическими, а азотная кислота лучше, чем, например, соляная кислота. 2) Емкость адсорбции свойство твердых тел только, но вообще свойство интерфейса между 2 phases.
In факт, главным образом необходимо обрабатывать адсорбцию к solids. In этот случай, следующий и так далее., как правило, притягивается, например, к первой колонне адсорбированных molecules. As в результате образуется полярность вблизи поверхности поглотителя (то есть много рядов) адсорбционного слоя. Но притяжение каждого последующего ряда быстро ослабевает, часто образуется только монослой.
3) частицы, адсорбированные на поверхности, не покоятся, а совершают известные колебательные движения в своей плоскости. Однако некоторые из них Кожура n снова контактирует с фазой поглощения (газом или раствором).С другой стороны, новые молекулы могут непрерывно воздействовать на поверхность поглотителя, и некоторые из них могут оставаться на поверхности поглотителя. absorber.
As в результате одновременного присутствия обоих процессов устанавливается динамическое адсорбционное равновесие.Это означает, что в единицу времени многие частицы на поверхности будут снова задерживаться, поскольку они удаляются с поверхности. 4) в дополнение к адсорбенту, положение равновесия адсорбции сильно зависит от концентрации абсорбирующего материала в фазе, находящейся в контакте с адсорбентом. absorbent.
In дело в том, что с его увеличением количество частиц, находящихся в любой момент на поверхности поглотителя, то есть количество адсорбции, также увеличивается.Однако отношение числа адсорбированных молекул к общему числу молекул в системе, таким образом, является reduced.So, с увеличением абсолютной величины адсорбции, ее относительная величина (адсорбционная часть в % единицах) уменьшается с увеличением концентрации.
Важное влияние на положение адсорбционного равновесия оказывают также изменения температуры.Последнее вызывает уменьшение неадсорбции, так как энергия молекулярного движения возрастает с ее увеличением.Это основано на принципе равновесного переноса, так как адсорбция сопровождается образованием тепла.В некоторых случаях теплота адсорбции может сильно варьироваться.
Например, когда NHj адсорбируется на Cu, он равен Ni-II ккал моль, а в Fe-17 ккал моль-7 ккал моль. 5)в некоторых случаях в результате вторичных процессов, происходящих на поверхности, происходит смещение равновесия адсорбции.1 из них-растворение адсорбированного вещества в абсорбере, то есть переход от поверхности к последней (поглощение).в этом случае поверхность может высвобождаться и адсорбировать новые части адсорбированного вещества.
И это правильно.Поглощение водорода металлическим палладием продолжается.Процесс адсорбции и поглощения рассматривается в агрегатах под общим названием адсорбция. Другим фактором, изменяющим равновесие адсорбции, является химическая реакция на поверхности. Последнее может происходить как между различными веществами, которые адсорбируются одновременно, так и между адсорбируемым веществом и самим поглотителем.
Первый тип процесса является каталитическим и будет подробно описан в следующем разделе. 2-й тип реакции часто приводит к селективной адсорбции поверхностью веществ, которые химически реагируют с адсорбентом(хемосорбентом) и изменению свойств поверхности.Такие реакции являются причиной сильного поглощения щелочи, особенно энкагелем.
Наконец, смещение равновесий адсорбции может происходить в результате введения (или образования поверхности в процессе реакции) веществ, которые адсорбируются лучше, чем исходные substances.In в этом случае во вновь введенном веществе имеется место с ранее адсорбированным изгибом КР.То есть смещение уже установившегося равновесия.Например, когда адсорбированный уголь i1ci обрабатывают раствором IIN03, большая часть IICI замещается на его поверхности азотной кислотой и возвращается в раствор.
6) самая простая картина наблюдаемая во время Газа adsorption.As как правило, газы адсорбируются при более высокой критической температуре.Поскольку температура кипения примерно пропорциональна критической точке (примерно* / $ она, если измерять по абсолютной шкале), то одну и ту же закономерность можно выразить по-разному:обычно, чем больше вещество поглощается из газового Фала, тем выше температура кипения.
Это объясняет, почему хлор, а не кислород или азот, удерживается при прохождении через воздушный противогаз, содержащий хлор.То же самое происходит из-за поглощения поверхностью твердого тела из воздуха, а не из других газов, которые в основном являются водяным паром.Фактическое использование таких различий основано на получении Криптона и ксенона из воздуха несколькими важными методами разделения газовых смесей, в частности, адсорбцией при низких температурах.
При нагревании pax и последующем обратном высвобождении (десорбции) с поверхности адсорбента. 7) поглощение паров определенных веществ в тонких порах(капиллярах) адсорбента может привести к разжижению (конденсации) адсорбента. Такая капиллярная конденсация обусловлена действием силового поля адсорбции, которое проявляется по мере увеличения радиуса капилляра. small.
As в результате этого действия давление паров адсорбированного вещества уменьшается, что вызывает его конденсацию. В соответствии с уменьшением давления пара происходит увеличение температуры кипения жидкости, содержащейся в тонких порах. observed. It интересно, что радиус пор играет гораздо большую роль, чем характер adsorbent. So, с 4-мя совершенно разными сорбентами (включая уголь и силикагель) экспериментально установлена примерно одинаковая зависимость температуры кипения воды от радиуса пор, а именно:: Радиус НОП.
Один………… 106«) 102 30 15.5 9 Температура воды. °С. 。 102.4 104.9 Р2. 6 121.2 (34.1 8) интересная идея тепловой трубы связана с капиллярной конденсацией, и капиллярная конденсация действует как передатчик тепла, так и регулятор температуры. Такие устройства представляют собой тонкостенные металлические цилиндры, внутренние стенки которых облицованы пористым материалом, пропитанным Летучей жидкостью при определенных температурных условиях. Цилиндр вакуумирован и загерметизирован на обоих концах.
Когда 1 из них нагревается, жидкость в нем испаряется, которая конденсируется на другом конце, а затем возвращается к месту нагрева через капилляр (или тонкую продольную щель во внутренней стенке) пористого слоя. lining. In таким образом, тепловые потоки непрерывно проходят через трубку, и чем выше КПД, тем выше теплота испарения рабочей жидкости fluid. By изменяя соотношение площадей на обоих концах, можно ослабить или усилить тепловой поток на единицу поверхности.
То есть использовать трубку как «преобразователь тепла». 9) адсорбируя из раствора, он может адсорбировать не только растворенные вещества, но и сам растворитель. Единственная общая закономерность, наблюдаемая здесь, заключается в том, что чем больше вещество поглощается из раствора, тем ниже его растворимость в конкретном растворе. solvent. It связано это с более или менее полным выщелачиванием («элюированием») веществ, которые уже были адсорбированы при замене 1 растворителя на другой.
10) частным случаем адсорбции из раствора является поглощение поверхностью ионного осадка нескольких ионов, которые в основном находятся поверх других ions. In в этом случае, как правило, соблюдается общее правило, что ионы предпочтительно адсорбируются, образуя плохо растворимое или плохо осажденное соединение с заряженными ионами напротив самого осадка. В частности, ему часто приходится иметь дело с поглощением поверхностью отложений ионов, входящих в его собственный состав.
Например, когда AgNOj осаждается с избытком раствора HO, в основном поглощаются ионы C1.Наоборот, во время осаждения НС! Избыток AgN03 на AgCI в основном адсорбирует Ag Только ионы самого осадка не могут быть поглощены таким образом. Например, если добавить достаточное количество кристаллов Baso Alpha (полученных с избытком H2SO4) к разбавленному раствору свинца salts. In в свою очередь, ионы Pb * адсорбируются на поверхности, что позволяет практически полностью удалить свинец.
Излишне говорить, что в этом случае такое же количество специфических отрицательных ионов уносится с осадком, но это уже вторичный процесс. 11) детальное исследование продукта взаимодействия йода и крахмала показало, что йод является адъюнктом (v§ 2 add.4).Кроме того, атом йода расположен в канале крахмала цепочкой типа-I _ I-1-I с единичным ядерным расстоянием</(11)= 3,06 А. Значительно повышенные по сравнению с индивидуальными характеристиками Молекула йода (2,67 л) указывает на то, что I-\связывание аддуктов существенно ослаблено.
Видимо, это и есть причина появления огненного греховного цвета. После образования синего аддукта йод перестает сжигать ткани организма, вступающие с ним в контакт, но сохраняет свои бактерицидные свойства. Под названием Код Ниол, такой адъюнкт находит медицинское применение при лечении многих заболеваний (грибковых, гнойных, дизентерии и т. д-
Смотрите также:
| Фтор | Подгруппа брома |
| Хлор | Окислительно-восстановительные реакции |
