Физическая химия. Поверхностные явления и дисперсные системы - 55 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

ному давлению пара. Капиллярная конденсация в этих порах тех же раз-
меров также происходит обратимо. Если цилиндрическая пора
тех же раз-
меров имеет оба открытых конца
(рис. 11. в), то конденсация начинается
на стенках цилиндра, имеющего кривизну в два раза меньше, чем у сферы
того же радиуса. Поэтому заполнение поры происходит при большем дав-
лении пара в соответствии с соотношением
.ln
TRr
V
p
p
s
σ
−=
(11.2)
Конденсация на стенках цилиндрической поры уменьшает диаметр поры,
что приводит к ее мгновенному заполнению при давлении, отвечающем
началу конденсации. На концах поры образуются сферические мениски
жидкости. Десорбция может начаться только при давлении, соответст-
вующем радиусам кривизны этих менисков, т. е. определяемых уравнени-
ем (11.1). Таким образом, опорожнение капилляра происходит при мень-
шем давлении, чем его заполнение. Этим объясняется появление петли
капиллярно - конденсационного гистерезиса. Так как реальные адсорбенты
имеют поры различных форм и размеров, которые заполняются и опорож-
няются при разных давлениях, то реальные изотермы адсорбции имеют
вид, представленный на рис. 11.1.
В уравнение Томсона (Кельвина), описывающего капиллярную кон-
денсацию, входит радиус кривизны мениска и это позволяет использовать
его для расчета функции распределения пор по размерам.
Чтобы получить функцию распределения для данного адсорбента,
нужно знать зависимость dV
П
/ dr от r , где V
П
- общий объем пор, r -
значения радиусов пор. Эта зависимость называется дифференциальной
кривой распределения. Она четко характеризует полидисперсность систе-
мы. Для получения кривых распределения используют десорбционную
ветвь изотермы адсорбции, так как именно она отвечает сферическим
менискам для всех без исключения пор
. Каждой точке кривой соответству-
ет определенная величина адсорбции А и относительное давление пара
р/р
s
. Зная величину А, можно вычислить объем заполненных пор при дан-
ном давлении:
,
МП
VAV
⋅
=
(11.3)
где V
М
- мольный объем адсорбата в конденсированном состоянии.
Эффективный радиус сферического мениска r
э
, соответствующий
данному относительному давлению р / р
s
, находят по уравнению (11.1).
Так как при заполнении пор капиллярной конденсации предшествует ад-
55

Страницы