קוזנצובה א.ס. ובוריאק א.ק. ערכו מחקר על המאפיינים התרמודינמיים של ספיחה של חומצות אמינו ושותפיהן. הרובוטים נצפו להוסיף חומצות אמינו Budovi, הדימרים והקשרים שלהן עם רכיבי eluent לספיחתם על פני השטח של חומרים פחמניים. ניתוח מולקולרי-סטטיסטי של המאפיינים התרמודינמיים של ספיחה (TCA) עבור חומצות אמינו ארומטיות (פנילאלנין, טירוזין), חומצות אמינו הטרוציקליות (טריפטופן) והדימרים שלהן עם חומצה טריפלואורוצית (TFA) על פני השטח של פיח תרמי גרפיט (GTS) היה בוצע. הנתונים לקוחים מהסדירות של חיתוך חומצות אמינו על פחמן הגרפיט הנקבובי Hypercarb במוחות של כרומטוגרפיה מקומית יעילה ביותר בשלב החי (OP VERH). הוכח ש-TCA וכמות חיתוך חומצות האמינו גדלות עקב העלייה בלנסט הפחמני של הספולוקים הללו.
שקולינים A. V., ו-Fomkinim A. A. ניתוח של התנהגות פונקציות תרמודינמיות (חום איזוסטרי דיפרנציאלי של ספיחה, אנטרופיה, אנטלפיה וקיבולת חום) של מערכת הספיחה של סופח פחמן מתאן-מיקרופורי AUK בפרמטר מפל. עד 393 K ta tiskіv vіd 1 Pa עד 6 MPa. עירוי חוסר השלמות של שלב הגז ואינרטיות הסופח הביאו להופעת הצטברות טמפרטורה של חום הספיחה האיסטרוי, במיוחד באזור הלחץ הגבוה של הסופח. עבור המערכת הנחקרת, ההזרקה העיקרית של פונקציות תרמודינמיות של מערכת הספיחה מבוססת על חוסר השלמות של שלב הגז. התיקון לאינרציות של הסופח באותו מרווח של פרמטרים במערכת הספיחה צריך להיות פי שלושה מ-2.5%.
במכון לכימיה כללית ואי-אורגנית של האקדמיה למדעים של הרפובליקה של אוזבקיסטן Muminov S.Z. בעבודתו, הוא הצליח לשנות את כוח פני השטח ואת המבנה הנקבובי של מונטמורילוניט עם החלפת קטיונים הניתנים להחלפה של המינרל בפוליהידרוקסאלומיניום. מול האמבט התרמו-וואקום, הוא מוסיף ישירות לכוח הספיגה של מונטמורילוניט פוליהידרוקסאלומיניום ביחס למתיל אלכוהול. בעקבות נתוני סדרה של שיעורי ספיחה של CH3 על נתרן מיובש ומונטמורילוניטים משתנים בטווח טמפרטורות רחב, נקבעה הצטברות חום הספיחה מבחינת כמות הדיבור שנספג.
נ.ש. קזבנוב, A.V. Matveeva ו-O.K. קרסילניקובה ביצעה מחקר על ספיחה של פנול ממקורות מימיים בפחמים פעילים מסוג FAS, PAH ופחמין בטמפרטורות של 293, 313 ו-343K בטווח הריכוזים של 5 - 250 mmol/l. סדרה של וודקה FAS המופעלת ברצף, הנחשבת כשושנת צרה לאחר רוזמרין, זכתה להפחתת פולימרים המבוססים על פורפורל. PAH - ce microporous פולימר מופעל vugillya. Vugletseva povst הוא חומר סיבי המבוסס על סיבי תאית מוחים. הפרמטרים של המבנה הנקבובי של הסופחים הוקצו לאיזותרמיות ספיחת אדי חנקן ב-77 K (ASAP-2020, Micromeritics, ארה"ב). מעקב אחר ספיחה של וריאציות בוצע בשיטת אמפולה בטרמוסטט. דגימות נבחרות נותחו באמצעות ספקטרופוטומטריה. ניתוח של איזותרמיות otrimanh של ספיחת שלב אדום של מי ההולכה עבור התיאוריה הנוספת של מילוי נפח של מיקרו-נקבים (TOZM) עבור בני גילו של Dubinin-Radushkevich (DR).
השפעת הטמפרטורה על ספיגה של זנים נדירים אינה חד משמעית. מצד אחד, עבור סופחים מיקרו-נקביים, חדירת מולקולות לנקבוביות, נקבוביות עם מולקולות אלה, מושקעת בצורה של אנרגיה קינטית, וככל הנראה, עולה עם הטמפרטורה. מצד שני, ספיחה פיזית היא תהליך אקסותרמי, והספיחה משתנה עם הטמפרטורה. גורמים Spivvіdnennia tsikh עבור מערכת העור נקבעת על ידי הטמפרטורה של ספיחה.
הייחודיות של מערכת הסופח - פנול היא בכך שהיא יכולה להיות בעלת שימור טמפרטורה הפוכה של איזותרמיות ספיחה. בעלייה בטמפרטורה מ-293 ל-313 K, הערך המגביל של הספיחה עולה, אשר נובע מהשפעת המסננת המולקולרית: עלייה בטמפרטורה של מולקולת הפנול בעלת חדירות טובה בנקבוביות עציות וחומרים פחמניים. הספיחה מתרחשת בעיקר במיקרו-נקבים, רסיסים סופחים עשויים להיות קטנים ב-mesopores. בעולם עם עלייה בגודל המיקרו-נקבוביות, ערכי ספיחת הגבול עולים משמעותית, ומגיעים ל-2.9 ממול/ג עבור חומרים פעילי שטח, 8.5 ממול/ג עבור FAS ו-12.7 ממול/ג עבור כולם. איזותרמיות ספיחה של Otrimani מתוארות היטב על ידי DRs שווים עם מחוון צעד, שהוא טוב 2.
סְפִיחָה(מ-Lat. ad - על, עם i sorbeo - חימר), שנה (צליל - הזז) את ריכוז הדיבור ליד פני השטח של תחתית הפאזות ("חימר על פני השטח"). גורם סְפִיחָה- חוסר בקשרים בין-מולקולריים ליד פני השטח, כלומר. הבסיס של שדה כוח הספיחה. הגוף, כפי שהוא יוצר שדה כזה, נקרא סופח, דיבור, מולקולות שניתן לספוח, נקראות אדסורבט, הדיבור כבר נספג - אדסורבט. לעבד, להחזיר סְפִיחָהשנקרא ספיגה.
אופיו של שדה הספיחה שונה. מכיוון שהספיחה מקושרת לקישורי ואן דר ואלס, אז סְפִיחָהשנקרא פיזי. קישורי ערכיות Yakshcho, tobto. סְפִיחָהלעבור דרך המשטחים הכימיים המאושרים, סְפִיחָהנקרא כימי, אחרת כימיספציה. אורז חשוב כימיספציהמגלה: בלתי הפיך, השפעות תרמיות גבוהות (מאות קילו ג'יי/מול), אופי הפעלה. Іsnuє מיני ביניים בלתי אישיים סְפִיחָהבין פיזיקלי לכימי סְפִיחָה. לדוגמה, סְפִיחָה, ויקליקאנה לשטיפות של קריאות מים. אפשר גם לראות את הפיזי סְפִיחָה. הנפוץ ביותר הוא הצדקה של פיזור כוחות כבידה בין-מולקולריים, בקשר אליו, הסירחון הוא כמעט קבוע עבור סופחים עם משטח בעל אופי כימי כלשהו (לא ספציפי סְפִיחָה). גוּפָנִי סְפִיחָהיכול להיות מונע על ידי כוחות אלקטרוסטטיים (אינטראקציה בין יונים, דיפולים או קוואדרופולים); אצל מי סְפִיחָהמסומן על ידי הטבע הכימי של מולקולות adsorbate (מה שנקרא ספציפי סְפִיחָה). תפקיד חשוב הוא גם על ידי הגיאומטריה של התפלגות פני השטח. אם המשטח שטוח, אז סְפִיחָהעם משטח מעוקל מעט או חזק - בערך סְפִיחָהבנקבוביות הסופח.
בתיאוריה סְפִיחָהלהבחין בין סטטיקה (מערכת הסופח-אדסורבט נמצאת בשיווי משקל תרמודינמי) לבין קינטיקה (אין כמוה).
סטטיקה של ספיחה
תרמודינמיקה של ספיחה
.יסודות התרמודינמיקה סְפִיחָהנוצרו על ידי ג'יי גיבס ב-70 עמ'. XIX אמנות. מאחורי גיבס, במערכת דו-פאזית שווה, בסמוך לפני השטח של חלוקת הפאזות, חל שינוי במשמעות המקומית של כל הסמכויות הנרחבות (נפח פשיעה). עם זאת, השלבים נחשבים הומוגניים עד לסוג המשטח הגיאומטרי המחלק אותם. לכן, הערך של הספק נרחב עבור המערכת כולה אינו שווה לסכום ערכי ההספק באותם שלבים. ההבדל מיוחס לשלב שטחי דו מימדי, קשור למשטח, המופץ. כי שלב פני השטח אינו קיים, אם כן V0=+ ta =-, de V- obsjag.
מסקנות התופעה מאפשרות להביא את היישור התרמודינמי הבסיסי לנקודה של:
אנרגיה דה G-gibbsian, S-entropy, - מתח פני השטח, s-שטח של התפשטות פני השטח, i n אני- פוטנציאל כימי כולל ומספר שומות אני-רכיב טוגו. המדד מציין את ערך הכוח היחסי של שלב פני השטח. השינוי של Legendre מאפשר לך לשנות את הרמה (1) עבור מוחות איזותרמיים:
הערך נקרא גיבס סְפִיחָה i מסומן בסמל G (מבוטא במול / ס"מ 2). עבור מערכת דו-רכיבית:
מיקום המשטח, המחולק, יכול להיבחר מספיק. Zocrema של העמדה הנבחרת יכולה לספק את המוח G 1 =0. משטח כזה נקרא אקווימולקולרי. עבורו, הערך Г2 = Г2(1) מוצג. התוצאות של קצב הספיחה העיקרי של גיבס ברורות:
Yakshcho adsorptive zovsіm לא שונה באחד משני השלבים, =const, ומעבר שווה (2) שווה (3) לא אכפת G 1 =0. בדרגה זו, גיבס סְפִיחָה- העודף של רכיב זה במערכת דו-פאזית אמיתית שווה למערכת כזו; פשע של ערכים מיותרים של גיבס סְפִיחָה, בתיאוריה של її התפקיד שמילא סְפִיחָה, מה שמובן כשינוי האחרון של הרכיב אניבחלל W, שבהם באים לידי ביטוי כוחות ספיחה. כלומר השינוי האחרון דרך אבלוללא קשר מה הרכיב אני zovsіm לא שונה באחד משלבי עוצמת הקול, אולי:
דה ג אני-ריכוז אני- הרכיב הזה בשלב התפזורת. עבור ח קטן אני:
סְפִיחָהיכול לשמש על פני החלוקה בין שני שלבים, קרם על פני החלוקה נוזל-נוזל (רידינה-גז, רידינה-רידנה) או גוף חזק-נוזל (גז קשה, אדמה קשה). במערכות נוזל-נוזל, ניתן לדמות כפונקציה ולהקצות באופן ניסיוני את G 2 (1) כשווה ל- (3). בדרך אחרת, עבור ייעוד G 2 (1), אנו בוחרים אם זה בשיטה n כלשהי אני 0, ריכוז i של הרכיב ה-i ב-tsikh obsyagah. Zvіdsi לחשב G אני(אחד). שיטה זו נקראת volumetric (abo volumetric). בעזרת שיטת הכבידה (גרבימטרית), המספר של אני-רכיב טוגו על פני ההפצה.
איזותרמית ספיחה
.במערכת ספיחה שווה, הפרמטרים המסמנים שוויון הם א iלחץ חלקי ר(אחרת אני) i טמפרטורה ט. הסירחון נקרא מה שנקרא שווים תרמיים:
בְּ סְפִיחָהספיחה בודדת ( אני\u003d 1) tse vnyannya nabuvaє מבט:
שלושה מפלי אוקרמי של גיא תרמי (אם ט, ראוֹ א- קונסטנטי) ממלאים תפקיד מיוחד בתיאוריה סְפִיחָה:
a=- Rivnyannia іzotermi סְפִיחָה,
T=- Rivnyannia isobari סְפִיחָה,
ר-- השוואת איזוסטריים סְפִיחָה.
סוג הפונקציות הספציפי תלוי בתכונות המערכת המנותחת. כמו אחד מהם, למשל, גלוי לכל משמעות T= const, אם כן, כמובן, הופכים לשניים ועוד שניים. יחד עם זאת, זה לא obov'yazkovo, schob v_domy buv סוג אנליטי של ברכות. ניתן לקבוע את הסירחון באופן אמפירי על ידי התבוננות במערך הערכים א, רі ט.
בתיאוריה סְפִיחָהבטל את ספק הכוח לגבי סוג הפונקציה אבל=(p) p, אם כן. על השוואת איזותרמיות סְפִיחָה. בעיה זו קשורה להשפעות תרמיות הנלוות סְפִיחָה. בעת הרחבה, שנה את הערך של הפונקציות התרמודינמיות העיקריות במעברים שונים dnשומות של חומר ספיח מהשלב הגדול אל פני השטח במערכת שווה ב p =שני סוגים אפשריים: עבור הראשון, רק הטרנספורמציה של האדסורבט לאדסורבט מוענקת, בעוד הרסיסים הסופחים סְפִיחָהבלתי משתנה מבחינה תרמודינמית ותפקיד її - לשמש הליבה של שדה הספיחה; באחר, השינוי בסופח מוגן.
אם המערכת חשובה באותה מידה, אזי הפוטנציאלים הכימיים של האדסורבט והאדסורבט זהים; אנטרופיה של האדסורבט עקב השינוי בשבריריות של מולקולות ב סְפִיחָהפחות סופחת אנטרופיה. לכן, עבור סופח אינרטי, האנתלפיה היא תמיד שלילית, טוטו. סְפִיחָהאקסותרמי. שינוי האנטרופיה של הסופח יכול לשנות את הוויסנובקה. לדוגמה, במהלך ספיגת הדיבור על ידי פולימרים, שבהם הפולימר מתנפח, האנטרופיה של השאר (באמצעות העלייה בשבריריות של מקרומולקולות) יכולה להיות עבה מאוד, כך סְפִיחָההופך לאנדותרמי. נדאל בסטטי נראה פחות אקסותרמי סְפִיחָה.
הבדיל בין חום אינטגרלי, דיפרנציאלי, איזוסטרי וממוצע סְפִיחָה. חום אינטגרלי ש dorivnyuє ירידה enthalpії (עם V= const - אנרגיה פנימית קבועה) בעת שינוי סְפִיחָהנוף א 1לפני א 2(בוויפדקה שמנת, אתה יכול להשתמש ב-1 \u003d 0): Q \u003d - (H 2 - H 1). ערך Qiu zazvichay v_dnositsya למסה של הסופח i vrazhayut y J/kg.
חום דיפרנציאלי ש(J/mol) יותר ירידה באנטלפיה dHבעת שינוי אבלעל דה. Її דבק בפקודות q = - (dH/da). ברור מה
חום איזוסטרי q st נלקח שווה:
דה - הבדל של טוחנת obsyagiv adsorbate ו adsorbate. אתה יכול להראות מה 
עבור תוסף גז אידיאלי:
Sens zaprovadzhennya qsiעבור אלה שאינם זקוקים לנתונים קלומטריים עבור ייעוד її (כגון שі ש) וזכה ניתן לחייב עבור שווה (9) עבור התוצאות של wimir סְפִיחָה. הכנס גם את החום הממוצע ש(J/mol):
זי פרוסטניאם אבלפָּרָמֶטֶר שלהתבגר, א שאתה יכול לשנות, לשנות או לאבד את הבלתי משתנה. זי פרוסטניאם אבלעם משטח הטרוגני סְפִיחָהלעבוד על עלילות פחות פעילות, מה להביא לשינוי ש. עם זאת, כאשר משנים את המשקל הממוצע בין מולקולות סופחות, וכתוצאה מכך גדל כוח הכבידה ביניהן, שגדל. Spivvіdnoshnja בין tvom zgadannym efektov vznachaє overbіg zalezhnostі q=f(a). עם הרוח של הגדולים אבללהתחיל להתגבר על הכוחות של vіdshtovhuvannya i ב tsіy galuzі שירידה מתמדת עם עלייה א.
עם קשת של סתימות קטנות, פילוס פני השטח של האיזותרמי סְפִיחָהעשוי להיראות כמו הנרי:
de K H - מקדם אנרי. בהחלט, לקטנטנים אבלכדור הספיחה דומה לגז אידיאלי דו עולמי, אני יכול להסתכל עליו: \u003d rt, de - dvіrny סגן, - אזור, יאק תופס שומה אחת של דיבור. Zvіdsi, vrakhovyuchi, scho = - i vikoristovuyuchi שווה (3), otrimuemo שווה (12). Rivnyannia Henri Vimaga, schob שהיה מהיר. עם zapovnennya גדולה הכנסייה מפסיקה לנצח. טום ג'י פרוינדליך (1906) דחק לתאר איזותרמיות. סְפִיחָההבא אמפירי rivnyannyam (ריבניה של פריינדליך):
דה קі נ- קונסטנס. שווים אלה הם לרוב מאכלים כנוסחת אינטרפולציה, כשהם רוצים שהיא תהיה קטנה ראל תחצה בשווה (12), אלא לקשת הגדול רלהביא לצמיחה בלתי מוגבלת, לא מגודרת אבל.
תורת הסובורה של איזותרמיה סְפִיחָהבולה יצר את אני. לנגמייר (1914-18). התיאוריה מבוססת על הדברים הבאים. מודל: 1) פני השטח של הסופח נועדו לאסוף אנרגטית את אותם מרכזים פעילים, שעליהם נספגו (מקומיות) מולקולות של הספוח; 2) מרכז אחד סופח רק מולקולה אחת, כלומר. בְּ- סְפִיחָהפחות מספיחה אחת מסודרת. כדור (מונובול); 3) סְפִיחָהבמרכז הזה לא יורקים סְפִיחָהב. מרכזים, tobto vzaєmod. ניתן לשלול מולקולות נספגות.
צליל דגם Langmuir. מונומולקולרי מקומי סְפִיחָהעל אותו משטח. השוואת איזותרמית סְפִיחָה, איך זה נראה עבור הדגם הזה, אולי. נלקח לעזרה לפירוק. שיטות (מולקולרית-קינטית, תרמודינמית, סטטיסטית-תרמודינמית). אז, ספיחה rіvnovagu יכול vysloviti sіd. תָכְנִית:
מולקולה Vil. סְפִיחָה בגז + ספיחה. מרכז שלב מורכב (מרכז כיבוש)
ריכוז המולקולות בגז פרופורציונלי ל-p, הריכוז הוא vln. ערכים מרכזיים ( א ט - א),דה ו-מחוץ למספר המרכזים, ולמספר המרכזים הכבושים, ריכוז הספיחה. קומפלקסים-ערכים סְפִיחָהאוצה, הקבוע שווה ל-dorіvnyuє: K p \u003d p (א t -אבל)/ סְפִיחָהנשמע כמו האהבה האובססיבית של לנגמייר:
דה ב-T. נשמע סְפִיחָה מקדם, שווה K p -1.באזור הקשת של סגן קטן bp" 1 i a = (a m b)p,זה מאשר את נאמנותו של הנרי, ב עד ח= א מ ב.באזור הסגן הגדול br 1 i אא ט;אצל מי סְפִיחָהלהפסיק לשכב במלחצים. קבוע הון עצמי b-1קשור לערכים הסטנדרטיים של פוטנציאל התגובה האיזוברית:
המודל של לנגמייר להבחנה. חום ואנטרופיה סְפִיחָהלא שכב על פני השטח.
שווה (14) - suvorium viraz, המאשר את המודל של Langmuir, החלבון רק לעתים רחוקות נכון על פי הראיות, אבל המודל עצמו הוא אידיאלי סְפִיחָה Vchennya פרו סְפִיחָהמשנות ה-20. 20 st. יותר מאוחר. השלב התבסס על היחלשות או הכללת אותה קצבה אחרת של לנגמייר סְפִיחָה
לנגמייר כבר השמיע דרך לתאר סְפִיחָהעל משטח לא הומוגני (כלומר, כאשר מותר, כי לא כל המרכזים זהים). שילוב של אותם מרכזים בקבוצה ולקחת בחשבון שעד לקבוצת העור ניתן zastosuvat שווה (14), ניתן לשקול כי סְפִיחָהעל פני השטח כולו הוא מתבטא בסכום האיברים השווים (14):
Vvayayuchi, מספר ספיחה של scho. centrіv m.b. מתואר על ידי f-tsієyu rozpodіlu ללא הפסקה עבור המשמעויות של vil. אנרגיה, יא.ב. זל'דוביץ' לקח את ה-f-li (16) עבור ה-f-tsії מעריכי השווה לסוג (13).
סְפִיחָהעל משטחים הטרוגניים - חלוקה גדולה של תיאוריה סְפִיחָהЇї ראשי. פתרון משימות של השוויון האינטגרלי:
דה f(עמ') - ט. אֶמפִּירִי איזותרמי סְפִיחָה, -כי איןשה f-cіya raspodіl מספר tsentrіv עבור ערכי vіln. אנרגיה, ( ב, p)-איזותרמה מקומית סְפִיחָה, באיכות של מה שאתה קורא לקחת את האיזותרם של לנגמייר סְפִיחָה
הרבה דגימות נמחצו במבט ישיר של קצבה אחרת של לנגמייר סְפִיחָהבאיזה נתיב בעל משמעות מיוחדת עשתה התיאוריה של פולימולקולרית סְפִיחָה, שהוצע על ידי S. Brunauer, P. Emmet ו-E. Teller (תיאוריית BET). התיאוריה מניחה שבטמפרטורה נמוכה מהקריטית, מולקולת עור נספגת בכדור הראשון (חום הספיחה q i,) הוא המרכז למולקולות המספקות את הכדור השני, וכן הלאה. מה שחשוב זה החום הזה סְפִיחָהעבור כל הכדורים, קרם החום הראשון, החם יותר של עיבוי
דה h = exp [(q 1 -) / RT]. יישור (18) בקואורדינטות a, p/p sעוקב אחרי עקומה דמוית S. קואורדינטות y p/p s ,
איזותרמי סְפִיחָהעבור שווה (18) עשוי להיות ליניארי. Nahil tsієї pryaї (צליל במרווח 0.05 p / ps 0.30) ו-vіdrіzok, הנראה על ידו על ציר ה-y, נותנים את הערך acc. א tі מ.הרחבה רחבה של התיאוריה של BET קשורה אליו, שהוא המחבר, למעשה, בכבוד סְפִיחָהלא מקומי, מציין קבוע א tלא עם מספר הספיחות הבדידות. מרכזים, ועם מספר המולקולות של האדסורבט בכדור הראשון עם אריזת חלל (עם ר= נ.ב).לשם כך, הצגת הצהרה על השטח התפוס על ידי מולקולה אחת באותו כדור, קבל:
דה s-שטח פנים adsorbate סְפִיחָהככלל, עבור מי הם בוחרים איזותרמי סְפִיחָהחנקן і לקחת, sho z iogo מולקולות \u003d 0.162 ננומטר 2. אנלוגי rozrahunok, אשר נראה לעתים קרובות סשכן מודל Langmuir אינו נכון, כי שיטה זו, כמובן, zastosovuetsya רק לא מקומי סְפִיחָה
התיאוריה של פולימולקולרית סְפִיחָהתרומה גדולה ניתנה על ידי ג'יי דה בור, אשר הראה בניסוי שהנפילה של מספר הכדורים הממוצע (על פני הראשון) על כל המשטחים קרובה בכימיה. טבע, vіd p/p sמתבטא כעקומה אוניברסלית (מה שנקרא t-curves). זה גם מאפשר לך להעריך את שטח פני השטח של סופחים.
התביישו לנסות vrahuvati עם דגם Langmuir והדדי. בין סופח. מולקולות. אז, טי היל וג'יי דה בור, vvazhayuchi, scho יהפכו לסופחים. הכדור הוא אנלוגי דו עולמי לשווה של ואן דר ואלס, שנלקח לאחר מכן. השוואת איזותרמית סְפִיחָה:
דה = א/א ט, א i b-constant van der Waals סְפִיחָהר' פאולר וא' גוגנהיים, שיקרו זה לזה. אדסורביר. מולקולות, viveli שוות:
דה-קבוע, קשור לאינטראקציה הזוגית של מולקולות.
יש עוד מנגנון אחד שיביא אותו להשלמתו. סְפִיחָה adsorptiviv תחתון їх קריטי. טמפרטורה על סופחים נקבוביים בערכים גבוהים נקבוביים p/p s. Ce - עיבוי נימי. ברגע שהמניסקוס לאדסורבט התיישב בנקבוביות, אז מתחיל בה עיבוי בשעה p/p s תקף לרמת קלווין:
הפרעות דה-שטח לאדסורבט, V -יוגונפח טוחנת, רדיוס r של עקמומיות של המניסקוס סְפִיחָההביאו עיבוי נימי לאיזותרמי נמוך חד. סְפִיחָהב tsomu לעתים קרובות (אבל אל תתחיל) posterіgaєtsya t. סְפִיחָה היסטרזיס, טובטו. סופחים rozbіzhnist. וספיגה. איזותרמית gіlok. ככלל, זה קשור לעובדה כי המניסקוס נוצר כאשר סְפִיחָהשלא נמנע ספיחה.
ויקוריסט עיבוי נימי לצורך הרחבת נקבוביות הסופח סְפִיחָהעבור שווה (22) עבור ערך עורי p/p sלחשב את רדיוס העקמומיות של המניסקוס סְפִיחָהמהחברים החדשים, vrakhovuyuchi של ספיחה. כדור (למשל, לאורך עקומות t), צורת אזור המעבר בכדור עד למיניסקוס והנפילה בעקמומיות עם קשת של r קטן , לדעת את המרחק הליניארי (רדיוס אפקטיבי r ef) p/p s. Obsyag כזה pіr vyznachayut לצמיחה סְפִיחָהבשלב זה איזותרמיות. Vykoristovuyuchi otrimani danі, budyuyut עקום rozpodіlu vyagu אשוח עבור їх רדיוסים. השיטה נעצרת ב-r ef 1.5 ננומטר. התקשר ל-rozrahunok לנהל ספיחה. gіlki іzotermi, ale suvorіsha כזה. התיאוריה של וימאגה מעוררת את המראה העקום של שני הנשרים.
תורת הפוטנציאל של ספיחה ותיאוריית מילוי נפח של מיקרו-נקבים.דֶגֶם סְפִיחָה, באופן עקרוני vіdmіnnu vіd langmyurіvskoї, zaproponuvav בשנת 1914 עמ'. מ' פולנים. Zgіdno z tsієyu מודל, ליד פני השטח של ספיחה іsnuіє potenciyne ספיחה. שדה כוח, ישן מפני השטח. לבסוף, לחץ הסופח, נפל באופן שווה על פני השטח, גדל בקרבתו ומגיע לערך p s, כאשר הסופח מתעבה. נפח הכדור נמצא בין חלוקת פני השטח לגאום. מיס נקודה, דה p =נ.ב. סמכויות האדמה המשותפת. איזותרמיה הפוכה. רובוט ספיחה אלקטרונית כוחות המייצגים שווה = RTlnp/ps, צליל. סְפִיחָה פוטנציאל, וכל הרעיון הוא תיאוריית פוטנציאל סְפִיחָהעם ערך נתון, החובה Vסְפִיחָה יכול להיות שהכדור ישכב בהשפעת הטמפרטורה (בגלל עצמאות כוחות הפיזור נגד הטמפרטורה). חריגות טמפרטורה כזו נותנת אפשרות של חריגה סְפִיחָהמ-t-ri אחד לכל אינש, אני רוצה איזותרמיות שוות סְפִיחָהעל בסיס התיאוריה שזה אמור להיות, החדשות לא נכנסו לזה. מודל פוליאנה זכה לקידום נרחב ומוצלח על ידי רבים. מחברי המחאה קבעו שתי הוראות סותרות: 1) הודאה על אלה שהם הספיחה העדינה ביותר. לחימום עשוי להיות ערך תקין של fiz. סמכויותיו של rіdini הכללי (ההודאה לא אושרה בראיות); 2) פונקציית חריגות טמפרטורה =f(V),מה שעומד בבסיס התיאוריה אושר בערך רק עבור סופחים נקבוביים עדינים.
תורת פוטנציאל הניצחון, מ.מ. דובינין, לאחר שהפיץ ופיתח את התיאוריה של מילוי נפח של מיקרו-נקבים (TOZM). הונחה כי תיאוריה זו מוגבלת לסופחים מיקרו-נקבים. המוזרות של סופחים כאלה, בכמה הרחבות ליניאריות של pir r1 ננומטר, טמונה בעובדה שכל האוביאג їх pіr "החלפה" של סופחים. שדה. לזה ב סְפִיחָההצחנה לא מתחילה בצורה כדורית, אלא בנפח. Rozmir at tsomu vipadku - tse adsorbts. פוטנציאל, ובדיוק לסימן הכימי. הפוטנציאל של האדסורבט, שנחשף לאותו כימיקל. הפוטנציאל של הטמפרטורה הרגילה לטמפרטורה. כל אוסף סופחי הפיר מחולק לשלוש מחלקות: מיקרו-נקבים ( ר 0.6 ננומטר), מזופורות (0.6 ננומטר-20 ננומטר) ומקרופוריות ( ר 20 ננומטר). סְפִיחָהבמיקרו-נקבים, עקוב אחר סכימת TOZM, tobto. מבחינה נפחית, במסופוריות עקב מנגנון המילוי הכדורי, המסתיים בעיבוי נימי. מאקרופוריות במהלך ספיחה. תפקידים שווים אינם משחקים.
Vvshi vyavlennya על f-tsії rozpodіlu obsyagіv pіr עבור המשמעויות של chem. פוטנציאל adsorbate ביאקים, M.M. Dubinin ו-L.V. Radushkevich לקחו את השוויון של האיזותרמיה של ספיחה של TOZM, כפי שהם מתועדים מהבאים. טופס:
דה n, Eו-0 -פרמטרים ( a 0 = אבְּ- p =נ.ב). שימור טמפרטורה א 0:
דה = -(Da 0 / dT); a 0 0 = א 0ב-T = T0. פרמטרים פі הלמעשה לא שוכבים בטמפרטורה נמוכה. ברוב vipadkiv פ\u003d 2. רק תנודות, אם חום הוא על הקלח סְפִיחָהכבר נהדר n>2.עבור pererahunku іzoterm סְפִיחָהמחומר ספיח אחד למשנהו, ההנחה היא כי E 1 /E 2 P 1 /P= i sho a 01 /a 02 V 1 /V 2 de P אני- מצנח, וי- molny obsyag adsorptive סְפִיחָה
הסופח המיקרו-נקבי לעור מאופיין בשני פרמטרים עבור TOZM: W-נפח של מיקרו נקבוביות ( W 0 = = a 0 V 0)і E 0 -מאפיין. אֵנֶרְגִיָה; W0ו-E 0 ניתן להעלות לספיחה סטנדרטית, צליל עד לבנזן.
על פי ההצהרות, שלסופח האמיתי יש נקבוביות של הרחבות שונות, והערך של E חשונות, אשר F. Stekl, לאחר שהפיץ על ידי מתן שם לשווים של Dubinin-Stekl (23):
דה B0-קבוע, מחובר עם הריבניאני (23), ו y= 
. כי בספיחה. technіtsі נאיב. ההתרחבות של הנבולה עצמה סופחים מיקרו-נקביים (פעיל vugillya, zeolity, xerogels עדין נקבוביות), TOZM עומד לא רק ב-physical-chem. doslіdzhennyah, ו-y בהנדסת ורדים.
ספיחת גז וסכומים נדירים. בפועל, zavzhdi יכול להיות צודק לא עם חומר ספיח בודד, אלא עם תערובת של גזים או עם הבדלים נדירים. לכן, יש צורך להחמיר את התיאוריה סְפִיחָהבדרך של חומר ספיח עשיר סְפִיחָהבאופן עקרוני, אתה יכול לצאת מכל דגם סְפִיחָהלהרחיב את її במשך כל הנדנדה. בְּ סְפִיחָהשקית הגז לא רק בהישג ידם של התאמות נהדרות, אלא שהיא מספיקה כדי להשלים אותן. אֶמפִּירִי parametrіv, pov'yazanih או z vzaєmod. מולקולות שונות או יותר מראה ידוע לשמצה, עם שפריץ של אחד פנימה לכל קוף. פעילותם של אחרים. רק מודל Langmuir מאפשר לך לקחת השוואת איזותרמיות סְפִיחָה sumishi ללא פרמטרים, אז לא להיכנס עד סְפִיחָהאינדיווידואלי פנימה. למי מספיק להתאושש, שבמהלך ספיחת הרכיב הק' מהסכום אנירכיבים בחלק הספיחה. centrіv m.b. תפוס על ידי מולקולות. תום:
בזמנים סְפִיחָהשל זנים נדירים, ללא קשר לריכוז שלהם, כל פני השטח של הסופח מלא סְפִיחָהאחרי הכל סְפִיחָההמולקולות של הרכיב k-th מלוות במספר מולקולות של הרכיבים האחרים, כלומר. סְפִיחָהלהיות תחרותי.
הפרד את המולקולרית והיון סְפִיחָה rozchinіv. Persha vіdbuvaєtsya עבור סְפִיחָה rozchinіv neelektrolitіv, חבר-r-rіv elektrolitіv. מולקולרית סְפִיחָה, ככלל, מתבטאים בערכים טרנסצנדנטליים. אופי תחרותי סְפִיחָהלשקול את אלו שכן אבלמ.ב. גם חיובי וגם שלילי. ויסלובליוצ'י סְפִיחָה אנירכיב-togo כחלק טוחני f-tsіyu יוגו ב-rozchinі x אני-, אולי, scho G אני= פרו ב-x אני= 0 i x אני= 1 (אפשר לשנות את הדיבור החובה בכדורים הסופגים). האיזותרמי הזה סְפִיחָהאחד במאי לפני דצמבר. קיצוניות.
השוואת איזותרמית סְפִיחָהזנים בינאריים של לא-אלקטרוליטים, המופנים באופן שטחי תרמודינמית, עשויים להיראות:
de іndex s מציין ספיחה. שלב, - ( dn s 2 /dn s 1) מראה כמה שומות של רכיב אחר נמדדות על ידי שומה אחת של הראשון, - ההבדל של dodankiv (חלקים סטנדרטיים) chem. פוטנציאל, לשכב פחות מהטמפרטורה.
יסודות. הבעיה של בחירת מי מהם בשורה. איזותרמיה של rivnyan סְפִיחָה-Z'yasuvannya zalezhnostі coef. פעילות של רכיבים בספיחה. בלונים במחסן יוגה סְפִיחָההתזונה החשובה ביותר במהלך zastosuvannі סְפִיחָהלחלוקת משנה של ניקוי הסופח הסלקטיבי על ידי הסופח לפי היחס לרכיב הנתון סְפִיחָה
איונה סְפִיחָה, ככלל, אין להם אופי שווה ערך סְפִיחָהעל פני השטח, האלקטרוליט נספג וחשוב יותר. קטיונים ואניונים. זבדיאקי חשמלי. כוחות (קולומב) על פני השטח מתיישבים כדור חשמלי ברכבת התחתית.
Yakshcho למחסן כדי סופח להיכנס אליהם או פונקציות שטחיות. קבוצות, zdatnі בקמעונאי זה לפני יינון, בין הסופח לקמעונאי של אלקטרוליט, החלפת יוני מתבצעת. סופג לפעמים ionit.
קינטיקה של ספיחה
סְפִיחָהכמו ולהיות כמו תהליך אמיתי, זה נראה בשעה. בגלל זה התיאוריה סְפִיחָהאשם בנקמה משותף לגבי קינטיקה סְפִיחָהמעשה אלמנטרי סְפִיחָה zdіysnyuєtsya כמעט mittevo (vinyatok-chemisorption). לכן, אדמת הטמצ'סוב סְפִיחָהמופיעים בעיקר מנגנון של דיפוזיה, כדי להביא ספיחה עד החודש סְפִיחָהיאקשו סְפִיחָהעל פני השטח אין כפפה, תהליך כזה מתרחש בחלוקת הדיפוזיה החיצונית; לפיהם חוקי הדיפוזיה אינם ספציפיים עבור סְפִיחָהבסופחים נקבוביים שונים, krim זובניש. דיפוזיה, תפקיד חשוב מתחיל לשחק באמצע. דיפוזיה, כלומר. העברת האדסורבט בנקבוביות לסופח לצורך נראות שיפוע הריכוז. המנגנון של העברה כזו יכול להיות בגלל הריכוז של adsorbate ו rozmіrіv pіr.
הבחנה מולקולרית, knudsenіvsku ושטחית (folmerіvsku) דיפוזיה. דיפוזיה מולקולרית zdіysnyuєtsya, yakscho dozhina vіln. המעבר של מולקולות בנקבוביות קטן מהתרחבות האשוח, knudsenivska-yakscho tsya dozhina עולה על התרחבות האשוח. במהלך דיפוזיה של פני השטח, המולקולות עוברות לספיגת פני השטח מבלי לעבור לשלב בתפזורת. עם זאת, הערך של coef. דיפוזיה אינה זהה עבור מנגנוני דיפוזיה שונים. אצל העשירים. במקרה של ניסויים, לא ניתן להגדיר ניסוי, כאילו מתרחשת דיפוזיה, וכך להכניס את מה שנקרא. קוף יעיל. דיפוזיה, המתארת את התהליך במהירות הבזק.
יסודות. לְנַסוֹת. חומר על קינטיקה סְפִיחָהלשרת ט. קִינֵטִי עקומה, טובטו. f-tsіya \u003d a / a dorіvnyuє \u003d f(t) בלתי נראה סְפִיחָה, אשר יקר יותר לשנות את ערך הזרימה של ספיחה אבללפני אשווה - ערך її בשעה ט.עבור קינטית עננים. העקומה בשיפוע הפשוט ביותר מותרת, שהגרגר לסופח יכול להיות אחיד לחלוטין מבחינת המבנה הנקבובי (מודל זה נקרא quasi-homogenous). להתכוון. שיפור של המודל הכמו-הומוגני - חושף לגבי אלה שגרגיר העור יכול לכסות אזורים עם נקבוביות גדולות ודקות יותר. דיפוזיה בגרגר כזה מתואר על ידי שני פירוק. מקדמים.
במשטחים שונים, עם מודל Langmuir, קל לקחת קינטי. שווה סְפִיחָהקרבה Shvidkіst לrіvnovagi є rіznica shvidkost סְפִיחָהוספיגה. בהתחשב, ככלל בקינטיקה, שמהירות התהליכים בריכוזים פרופורציונליים מגיבים פנימה, אולי:
de k ads і k des - קבועי מהירות בהתאמה. סְפִיחָהוספיגה. הלחץ בשלב הגז קבוע. במקרה של אינטגרציה ט= 0 לכל ערך טלקחת:
Zvіdsi at f maєmo: \u003d שווה. זה מספיק לי:
de k = k ads + k dec.
זרימת הטמפרטורה על swidk_st סְפִיחָה vyrazhaetsya שווה, בדומה לשווים של Arrhenius סְפִיחָהעם עלייה בטמפרטורה, המודעה גדלה באופן אקספוננציאלי. כי דיפוזיה בנקבוביות הסופח קשורה לתקופת ההפעלה. bar'erіv, טמפרטורה fallows k ads ו k des אינם זהים.
הכרת הפרטים של הדיפוזיה חשובה לא רק לתיאוריה סְפִיחָה, ale th rozrahunka prom. סְפִיחָה תהליכים יחד עם זאת, כדאי לשיר בצד ימין לא עם הגרגירים הסופחים, אלא עם הביצים שלהם. הקינטיקה של התהליך בכדור היא אפילו יותר מפולות מתקפלות. בעור הצבע על הכדור ברגע נתון, הערך סְפִיחָהזה לא רק המראה של השוואת איזותרמיות סְפִיחָהוחוקי הקינטיקה של התהליך, אבל גם אווירו או הידרודינמית. מוחות obtіkannya גרגרי גז צ'י rіdinny זרימה קינטיקה של התהליך בכדור סופח על vіdmіnu vіd קינטיקה ב- okremu grain zv. דִינָמִיקָה סְפִיחָה; שווה לקרובים פרטיים, שהם המאפיינים הביטוחיים של הכדור, איזותרמי סְפִיחָה, מאפייני דיפוזיה (מקדם דיפוזיה, ראה העברת מאסי מסביב לכדור ובאמצע הגרגירים), aerota hydrodynamic. כולל potik סְפִיחָה Pochatkovі ומוחות אזוריים נשאלים. מערכת Virishennya tsієї שווה לעיקרון להביא לערך של ערכים סְפִיחָהברגע נתון בנקודה זו בכדור. ככלל, אנליטי הפתרון הוא להרוויח רק את ה-vipadkіv הפשוט ביותר, אז המשימה היא לנצח מספרית בעזרת EOM.
במקרה של דינמיקה מרושעת אחרונה סְפִיחָהזרימת גז מועברת דרך הכדור אל הסופח עם המאפיינים הנתונים, והיא שומרת על אחסון הזרימה החופשית כשעת f-tsiyu. נראה עוקב אחר כדור הקול. להחליק, ושעה לפני ההחלקה - שעה של zahisnoy diї. שקיעה של הריכוז של רכיב זה מאחורי הכדור של כוכבים אחרים. עקומת פלט. עקומות צ'י משמשות כעיקריות. לְנַסוֹת. חומר המאפשר לנו לשפוט את סדירות הדינמיקה סְפִיחָה
תכנון ציוד של תהליכי ספיחה
Іsnuє טכניקה לא אישית. priyom_v ביצע ספיחה. תהליכים מחזורים מורחבים באופן נרחב. מתקנים (מחזוריים) עם כדור לא הרס לספוח, osn. vuzol yakih - one abo dec. סופחים, הנראים כמו עמודים ריקים, אשר מלאים בספח מגורען. זרימת גז (אחרת), הנוקמת את הרכיבים, הנספגים, עוברת דרך הכדור הסופג לפריצת דרך סְפִיחָהלאחר מכן, הסופח משוחזר לתוך הסופח, וזרימת הגז מופנית פנימה. סופח. רגנרציה של הסופח כוללת מספר שלבים, כולל ספיגה בסיסית, טוטו. ראה קודם חימר in-va עם סופח סְפִיחָההספיחה מתבצעת על ידי חימום, הפלת סגן בשלב הגז, ויציה (למשל, אדי מים חמים) או שילוב של שיטות אלו. ט ל. שעון סְפִיחָהוהתחדשות לא נמנעים, להרים מספר כזה של סופחי עבודה של שעה שמתחדשים, כך שכל התהליך יהיה ללא הפרעה.
לטכנולוגיה. וכלכלי התחדשות mirkuvan לא הופסקה סְפִיחָהמסיבה זו, יכולת העבודה של הסופח משתלמת יותר באמצע הטווח המקסימלי במוחות אלה סְפִיחָהוכמות האדסורבט שנשארת בסופח לאחר ההתחדשות. בעקבותיו איזותרמית סְפִיחָה, scho כדי לתמוך בתהליך בסופח, לא אשם להיות מגניב.
בתכנית המתוארת, שתי אפשרויות אפשריות: 1) המוצר כולו נספג מזרם הגז כמעט לחלוטין, או שהוא מוסר בדסורבט, הכוכבים שלו נמשכים באותו אופן; 2) המוצר כולו נספג גבוה יותר, נמוך יותר במרכיבי תערובת הגז, וגם מאוורר על ידי זרם הגז שאמור לצאת החוצה. עבור האפשרות הראשונה, למשל, נעשה שימוש במתקני החלמה על וירובים צמיגים, הלוכדים את גזי הפליטה והופכים אותם למחזור CS 2. התפוקה של מתקנים כאלה מגיעה למאות אלפי מ"ר של גז, המטוהר במשך שנה; vugillya פעיל סופח עם micropores צרות, tobto. vugіllya, ב-yakoma קבוע ה TOZM (אלוהית vische) הוא יקר יותר 20-25 קילו-ג'יי / מול. ערך מחיר ה 0 לשטוף את דעתךהִתחַדְשׁוּת. קח vugіllya zv. התאוששות. הספיחה מתבצעת עם אדי מים. כדי לחסוך באנרגיה, זרמי גז קר וחם מועברים דרך מחליפי חום.
חשוב עוד יותר לייבש גזים וגזים, למשל, גזי נפט לפני עיבודם או אחר. גז לפני הובלה; סופג-סיליקה ג'ל צ'י זאוליטי. הספיחה מושפעת מחימום. ט ל. ספיחה של הזאוליט קשורה לוויטראטים גדולים של אנרגיה; המסה של vologists ניתן לשקם בקלות עם סיליקה ג'ל, ואת החימר לאחר ייבוש עם זאוליט.
במקרה של התחדשות תרמית, המחזור הבא מופעל סְפִיחָה, חימום סופח, ספיגה וקירור סְפִיחָהכדי שזה הפך רחב מאוד, הם לקחו את מה שנקרא. התקנות במחזור קצר, כל המחזור בימים מסוימים בדצמבר. הווילין. ריח הגז מסופק לסופח, כלומר. מלחציה, אשר לאחר מכן זורק, ומתרחשת ספיגה. כל התהליך הוא אפילו יותר איזוטרמי סְפִיחָהואיבוד החום במהלך הספיחה). שלבי מחזור: סְפִיחָה, סגן skidannya, ספיגה, מתחת לסגן. קת המתקן עם זאוליט לאיסוף האבקה, מועשר בחמצמץ.
במתקנים עם כדור סופח, שמתמוטט (במקרה של מה שנקרא היפרסורפרים), שאר כוח הכבידה מונמך כראוי, מוצג מלמטה. חלקים מהסופח ולאכול עד t. erlift, שהוא צינור אנכי במקביל לספיחה. המעי הגס. עם צינור מלמטה בעלייה, הסיר שוב מתמוטט, מה שמעלה את הגרגירים לעלייה בסופג. חלק ממושבה. זרימת הגז, שממוחזרת, מגיעה ליד החלק האמצעי של הסופח ומתמוטטת במעלה הגבעה לזרימה אל הסופח. בחלק העליון של המושבה אין הפרעה סְפִיחָה, בתחתית - התחדשות לספיגה (גם טיהור ספיחה).
במתקנים עם כדור פסאודו-קירור ("רותח"), לסופח יש זרימת גז, שאמורה להגיע אל הסופח מלמטה, להביא את הסופח לשורות המחנה. בכך, יעילות חילופי המסה בין הסופח לגז מוגברת בחדות, והטריווליות מתקצרת סְפִיחָהוספיגה. התקנות כאלה יכולות להיות פרודוקטיביות ביותר. Їx רוחב רוחב נחצה על ידי וימוגי גבוה לחוטרה. ערך הגרגירים לסופח (חוסר ערך של הסופח פירושו לבזבז את הסופח לאחר הסרת האשמה למנגנון).
יסודות. vimogi לסופחים: ספיחה גבוהה. єmnіst, tobto. הסירחון נובע מגוף מפוזר עם אוד גדול. על פני השטח, אבו עם הרבה מאוד זמן; chem. הטבע אחראי באופן שטחי להבטיח אפקטיביות סְפִיחָהנתון למוחות נתונים; chem. הטרמיך הזה. עמידות, התחדשות, זמינות. מקסימום הרחבת נאבולות של פחמן פעיל, קסרוג'לים של תחמוצות פעילות (ג'לים סיליקה, ג'לים אלומיניום ועוד), זאוליטים; מ-Non-porous adsorbent-tech. פחם (פיח) ו- SiO 2 מפוזר מאוד (אירוסיל, "פיח לבן").
אזורי קיפאון של טכנולוגיית ספיחה
בנוכחות סְפִיחָהמבוססת בשפע. דרכים לנקות מבעד לחלונות של בתי שקידיוויה (div. גזים מטוהרים),נסיעה (div. טיפול במים),כמו גם סירופים tsukrovih ב tsukrovarenny, מיצי פירות ו іn rіdin ב їzhu. prom-stі, vіdpratsovanyh מסטיל. צפו vologists כמו shkidlivoї huts z gazіv ו ridin לעזרה של סופחים מוצקים - אחד המטבחים החשובים ביותר של סופחים. טכניקות (גם גז ייבוש).
על ספיחה. בתהליכים נוסדה סיכום דק של נאומים וחזון של סכומים מקופלים של מרכיבי שיר. איזומרים אלקנים מיושמים בשיטה של הסרת פחמימות רגילות לייצור PAR, נפטא מיושם לייצור שריפות מוטוריות. לתערובות גזים של ספיחה. methodi podіlu vikoristovuyut עם otrimanni povіtrya, מועשר עם חמוץ (ממש עד תירס טהור 2); אצל העשירים שיטות vipadkakh tsі מתחרות בהצלחה עם תיקון (div. Povіtrya podіl).
אזור סטגנציה של ספיחה, המתפתח במהירות. טכנולוגיה-רפואה, שנועדה לשמש למחקר של shkіdlivih speechovin іz דם (שיטת hemosorption) ו іn fіziol. רידין. Vimogi גבוה עד סטריליות צריך להיות מקופל יותר בבחירת סופחים מתאימים. לפניהם, אפשר לראות vugillya פעיל שהוכן במיוחד.
מוּאָר.: Brunauer S., ספיחה של גזים וקיטור, פרו. מאנגלית, כרך א', מ', 1948; de Boer Ya, אופי דינמי של ספיחה, פרו. מאנגלית, מ', 1962; ספיחה ונקבוביות, אד. M. M. Dubinina [כי ב], M., 1976; Keliev N. St., Fundamentals of adsorption technology, מהדורה 2, M., 1984; Young D.M., Crowell A.D., Physical adsorption of gases, L., 1962. מ"מ דובינין, V.V. סרפינסקי.
בחר את האות הראשונה בשם המאמר:
ספיחה עשויה להתרחש בין שלבים. לכן, ניתן לראות בתיאור התרמודינמי של תופעות שטחיות דוגמה לתנודות בתרמודינמיקה של מערכות הטרוגניות.
מאל. 3.4. ספיחה לפי גיבס: 1 - מערכת פיזור דו-פאזית, 2 - מערכת דו-פאזית אמיתית עם אזור לא הומוגני
התרמודינמיקה של מערכות הטרוגניות ויקוריסט עקרון התוספת, המשמש בהתקפה: כל הכוחות הנרחבים של מערכת הטרוגנית שווים לסכום הכוחות הנרחבים השונים שהיו קטנים לפני שהובאו במגע.שלב באופן משמעותי דרך α ו-β (איור 4). אז עבור מערכת אידיאלית, כזו שהכוח של הפאזות ליד פני המחיצה גדל בהעצמות הנפח שלהן, עבור האנרגיה הפנימית U, הנפח V, המסה (מספר המול) n, האנטרופיה S לאחר ה- כינון איזון במערכת הטרוגנית הוא הוגן.
U = U α + U β , V = V α + V β , n = n α + n β , S = S α + S β
כשמדובר בחום, הטמפרטורה זהה בשני השלבים.
עבור מערכות הטרוגניות אמיתיות, אזור המעבר בין שני שלבים יכול ליצור תרומה נוספת לעוצמה הנרחבת של המערכת. כאילו התופעות השטחיות עשויות להיות במקומו, מזחלת ולמידה ולמידה ולמידהנהאנזההההההההטרטיהן היא נמצאת ב- ї ї ї heterogeneounі ї sіstіvі ї מערכת הדגם Vіlnosti, ב Kakite Suchchnevі Yascha Verdsutnі. מערכת כזו נקראת מערכת של התאמה. למערכת היישור יש את אותם פרמטרים אינטנסיביים (T, P, C i ...) ואת אותו obsyag V, שהיא המערכת האמיתית (איור 4).
של נקודת התרמודינמיה אפס pіd גודל של adsorbtsіi r rose-omnіrnu kіlkіt Нововисния повина загразина замина солами и рамогенна מערכת ב-Porіvnyannі s system of porvnya s intensive to the top of roBO T, P, Ci), ועם התחייבות כזו (V = V α + V β) שהמערכת אמיתית (איור 4).
G \u003d (n - n α - n β) / A \u003d n s / A 3.11
ניתן לכתוב פונקציות תרמודינמיות של עולם העל של אזור המעבר של מערכת אמיתית (באופן משמעותי їх לפי אינדקס s) כ
U s = U - U α - U β , ns = n - n α - n β , S s = S - S α - S βוכו.
הדמיה נסיונית של ספיחה תמיד נותנת את הספיחה עצמה כעודף ממרכיב של מערכת אמיתית, בשילוב עם מערכת הזיווג שנבחרה. לדוגמא, בעת ספיחת גז על סופח מוצק, או בעת ספיחת רכיבים על פאזה מוצקה, למשמעות ערכי הספיחה, יש צורך לשנות את ריכוזי הקוביות של האדסורבט לאחר שלבי הסגירה α ו-β
n i s \u003d V (C i o - C i),
דה C i o- ריכוז הפלט של הרכיב ה-i, C i- ריכוז המרכיב ה-i לאחר יצירת איזון שווה בין שלבים דוטיים. כשזה מגיע לכבוד, סקול הסכים Vאל תשתנה. עם זאת, הריכוז אנירכיב -ה C iאוטרימנה באופן ניסיוני ו'על פני השטח הפרדת שלבים מבלי לאזן את הערפול של האזור הלא-הומוגני של כדור המעבר Vα bіlya mezhі rasdіlu, דה ריכוז להפוך C i α. בדרגה כזו, zvajayuchi על בסיס מערכת אמיתית באזור הטרוגני, ניתן לדמיין את המערכת כ V = V' + Vα. כל האוכלוסיה אנירכיב -ה C i oחלק בין שתי התחייבויות:
V C i o = V C i + V α C i α ,
i מספר שומות של הרכיב אנינספג על פני השטח של הפרדת הפאזות
n i s = (V'C i + V α C i α) - (V' + V α)C i = V α (C i α - C i) 3.12
טובטו. בניסוי, הספיחה של עודף של הרכיב ה-i בנפח V α באותו פרופורציה של הרכיב באותה אובססיה, הרחק מההפרדה על פני השטח של שלבים מוצגת בניסוי. ספיחה כזו עצמה נקראת ספיחה של Gibbs. .
V α C i αנקרא סך זמיסט אני-המרכיב הספציפי בתחום הספיחה. באזור הריכוזים הנמוכים C iב obyazі ו'תיקון V α C iניתן לשנות את המשוואה (3.2) ולהביא אותה בחשבון V α C i αעם רצף מלא אני-הרכיב ה' בכדור הספיחה, למשל, בעת ספיחת גז על סופח מוצק בלחץ נמוך.
תרמודינמיקה של תהליכי ספיחה.
| שם פרמטר | ערך |
| נושא המאמר: | תרמודינמיקה של תהליכי ספיחה. |
| כותרת (קטגוריה נושאית) | וסוויטה |
המטרה העיקרית של שיטות הסיווג של תהליכי ספיחה.
הספיחה מובאת לביטויים הנובעים משינוי חיקוי באנרגיית פני השטח.
סְפִיחָה- תהליך של פיתוח מחדש הפוך או בלתי הפיך של רכיבים במערכת הטרוגנית בין כדור פני השטח לבין כל השלב ההומוגני.
במערכות עשירות ברכיבים, חשוב יותר שכדור השטח יעבור מעל הרכיב, מה שמפחית מאוד את הפרעות הממשק. במערכות חד-רכיביות ליציקת כדור פני השטח, נצפה שינוי במבנה שלו (כיוון יחיד של אטומים ומולקולות, קיטוב), ספיחה אוטומטית.
שלב שטח גדול יותר, על בסיס לוקליזציה של אינטראקציות ספיחה, נקרא סופח. דיבור, שעוצב מחדש בין נפח הפאזה ההומוגנית לכדור פני השטח, מסומן במונח אדסורבטʼʼ.
במספר מקרים, תהליך הספיחה הפוך. במקרים מסוימים, חלק מהמולקולות הנספגות כתוצאה מתופעות קינטיות מולקולריות יכולות לעבור מכדור פני השטח לחלק הארי של הפאזה. תהליך היפוך ספיחה נקרא ספיגה.
שיטות סיווג של תהליכי ספיחה.
סיווג תהליכי ספיחה מאחורי הטחנה המצרפית של שלבים תלויים זה בזה.קיבולת האחסון של טחנת הצבירה של שלבי הסכום נבדלת בסוגים הבאים של תהליכי ספיחה:
ספיחה של גזים על סופחים מוצקים;
ספיחה של נאומים שונים בגבולות החטיבה "גוף מוצק - מולדת" ו"ארץ - מולדת";
ספיחה של rhechovins פעילי שטח בחטיבה הבין-חטיבה "מולדת - גז".
סיווג תהליכי ספיחה לפי מנגנון האינטראקציה בין ספיח לאדסורבט.ניתן לראות בספיחה כאינטראקציה של מולקולות אדסורבט עם מרכזים פעילים של הסופח. אחר סוגי הספיחה הבאים מופיע מנגנון האינטראקציה ביניהם:
1) ספיחה פיזית (מולקולרית).- האינטראקציה בין מולקולות האדסורבט והסופח מושפעת מאיזון כוחות ואן דר ואלס, קשרי מים (ללא דליפה) תגובה כימית);
2) ספיחה כימית (כימיסורפציה)- ספיחה של מולקולות לאדסורבט למרכזים הפעילים של הסופח מתרחשת כתוצאה ממעבר של תגובות כימיות מסוגים שונים (עם מעט תגובות חילופי יונים);
3) ספיחה של חילופי יונים (חילופי יונים) - פריסה מחדש של דיבור אדסורבט בין פאזה שונה למוצקה (חילופי יונים) על ידי מנגנון התגובה של חילופי יונים.
לתיאור קטן של תהליכי ספיחה, נדרשים שני ערכים.
1) ספיחה מוחלטת- כמות (מול) או מסה (ק"ג) של אדסורבט ליחידת שטח פנים או סופח. ייעוד - א; התפלגות: מול/מ'2, מול/ק"ג, ק"ג/מ'2, ק"ג/ק"ג.
2) ספיחה של Gibbsivska (nadlishkova).- עודף דיבור לספיחה בכדור פני השטח של פלג הגוף העליון במסה הומוגנית בנפח השלב ההומוגני, חדירות לאזור אחד של פני השטח או לסופח. חתימה - ר; התפלגות: מול / מ"ר 2, מול / ק"ג.
ניתן להמחיש את הקשר בין ספיחה מוחלטת לעל-עולמית עבור שווים נוספים:
G \u003d A - h * h (3.1)
de s - ריכוז חשוב לא פחות של דיבור בשלב עוצמת הקול, mol/m 3;
h - tovshchina של כדור פני השטח, אשר מקובל נפשית שווה 10 -9 מ '.
במערכות הטרוגניות עשירות ברכיבים עם חלוקה מחדש של הרכיב הקטן ביותר בין נפח הפאזה ההומוגנית לכדור פני השטח, המשוואה לאנרגיה הפנימית המיותרת של פני השטח הוגנת:
U = T * S + s * s + Sm i * ni (3.2)
תוך השתלת כל האיברים השווים לאזור אחד של משטח הממשק, אנו לוקחים:
U s = T * S s + s + Sm i * Г i (3.3)
de Г i \u003d n i / s - עודף של הרכיב ה-i בכדור פני השטח, כך ספיחה gіbbsіvska.
עבור מערכת חד-רכיבית, המשוואה (3.3) תיראה בעתיד:
G s = s + m * Г (3.4)
de G s \u003d U s - T * S s - אנרגיית Gibbs של פני השטח או הרובוט של יצירת אזור בודד של פני השטח;
m * G - הזחה של דיבור הנאום, אשר נספג בכדור פני השטח.
Vykhodyachi z vnyannja (3.4) אפשר לפתח visnovki על אלה, scho במהלך ספיחה של הרובוט מקיפול משטח הממשק נוצר מעבודת הפתרון של פני השטח (פיתוח קשרים מלוכדים בנפח של שלב ה-adsorbate) והצרת הדיבור בכדור פני השטח.
בתחנה, שווה דינמית בין ספיח לאדסורבט, שינוי באנרגיה של גיבס של מערכת הטרוגנית ΔG = 0, התרמודינמיקה של תהליך הספיחה מתוארת על ידי שווים, מה שלקח את השם משוואת ספיחה בסיסית של גיבס:
Ds = SГ i * dm i (3.5)
Dane שווה לאוניברסלי, קנה המידה נכון לכל סוגי תהליכי הספיחה
Okremі vpadki adsorptive rіvnyannia גיבס.
1) ספיחה ממקורות שונים.
לגבי הפוטנציאל הכימי של הרכיב ה-i של המערכת עם ספיחה מתמשכת בגבולות החלוקה בין "מולדת - סופח מוצק" ו"מולדת - גז", תקפים השוויון הבא:
m i = m i 0 + R*T*ln a i (3.6)
dm i = R*T* d ln a i (3.7)
de m i 0 - פוטנציאל כימי של הרכיב ה-i של המערכת עבור מוחות סטנדרטיים;
a i – פעילות של רכיב i של המערכת עבור מוחות סטנדרטיים.
Vihodyachi z thogo, ספיחה שווה לגיבס בעתיד אראה:
Г i = - a i / R * T * (ds / da i) (3.8)
עבור תכנון של לא-אלקטרוליטים, אנו מקבלים i \u003d c i אז:
Г i \u003d - s / R * T * (ds / ds) (3.9)
עבור קמעונאי חשמל:
Г i = - з ± n / R * T * (ds / dс ± n) (3.10)
de z ± - הפרש ריכוזי יונים ממוצע;
n - מקדם סטוכיומטרי.
2) ספיחה של דיבור משלב הגז.
Vіdpovіdno לריבניאניה מנדלייב-קליפרון:
P \u003d s * R * T (3.11)
בקישור עם cym, משוואת גיבס לספיחת גזים על סופחים מוצקים רשומה בצורה פוגענית:
Г i = - Р/R*T* (ds/dР) (3.12)
בפועל, יחס הספיחה של Gibbs מאפשר, לצורך הנתונים, להתגבר על מתח הפנים בריכוזים שונים של אותו גז, לשחרר את כמות הספיחת הדיבור בכדור הבין-פאזי, שעבורו נקבע מתח הפנים.
תרמודינמיקה של תהליכי ספיחה. - אתה רואה. סיווג ותכונות של הקטגוריה "תרמודינמיקה של תהליכי ספיחה". 2017, 2018.