Теория полимолекулярной адсорбции Поляни
(потенциальная теория адсорбции)
Основные положения:
1. адсорбция обусловлена только дисперсионными силами (Ван-дер-Ваальса);
2. на поверхности адсорбента нет АЦ. Адсорбционные силы действуют вблизи поверхности и образуют около нее непрерывное потенциальное адсорбционное силовое поле, интенсивность которого убывает по мере увеличения расстояния от поверхности. Равновесное давление адсорбтива вдали от поверхности адсорбента (в равновесной газовой фазе) 
возрастает и в области поверхностного слоя достигает значений давления насыщенного пара 
, при этом адсорбат конденсируется;
3. за меру интенсивности адсорбционного взаимодействия принят адсорбционный потенциал 
– это работа, которую необходимо совершить против адсорбционных сил при переносе 1 
газа из данной точки поля в равновесную газовую фазу. Максимальный должен существовать на границе адсорбент (давление ) – адсорбционный объем (давление ):
. (18)
4. под воздействием адсорбционного потенциала создается возможность образования нескольких слоев молекул адсорбата, т.е. можно говорить о существовании у поверхности адсорбента адсорбционного объема 
, который заполняется молекулами адсорбата (рис. 6). Молекулы газа, находящиеся в первом адсорбционном слое, испытывают наибольшее притяжение и сжатие, в результате чего газ конденсируется в жидкость. При достаточно низких температурах все слои адсорбата в адсорбционном пространстве находится в виде жидкости.
|
|
|
По мере удаления от поверхности интенсивность адсорбционного поля, а, следовательно, и уменьшается и на некотором расстоянии 
, соответствующем границе адсорбционный объем – газовая фаза становится равным нулю.
Расстояние от поверхности адсорбента до границы адсорбционного объема определяется:
,
где 
– поверхность адсорбента.
Поскольку истинную поверхность адсорбента определить сложно, то рассматривают зависимость адсорбционного потенциала не от расстояния, а от адсорбционного объема 
, т.е. потенциальную кривую адсорбции, которая получила название характеристической кривой (рис. 6а). Значения находят из уравнения (18), а 
– экспериментально. Характеристические кривые для одного и того же адсорбента и разных адсорбатов при всех значениях объемов адсорбата в поверхностном слое находятся в постоянном отношении, названном коэффициентом аффинности 
:
,
где 
– адсорбционный потенциал для адсорбата, выбранного за стандарт.
Поэтому, зная характеристическую кривую для одного адсорбата и коэффициент аффинности для другого адсорбата по отношению к первому, можно вычислить изотерму адсорбции второго адсорбата на том же адсорбенте (например, получить изотермы членов одного гомологического ряда).
|
|
|
5. наличие в адсорбционном пространстве других молекул не влияет на интенсивность адсорбционных сил;
6. положение молекул адсорбата не локализовано;
7. из п. 1 следует, что адсорбционные силы а, следовательно, и адсорбционный объем поверхности адсорбента не зависят от температуры.
Потенциальная теория адсорбции Поляни позволяет описать адсорбцию на пористых адсорбентах и качественно объяснить характер S-образной изотермы. Она получила дальнейшее развитие в теории объемного заполнения микропор. Однако эта теория исключает возможность пересчета адсорбции с одной температуры на другую и не позволяет аналитически выразить изотермы адсорбции, что снижает ее значимость.
Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 54; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!