ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение поверхности из "Радиоактивные индикаторы в химии основы метода Издание 2" Определение величины поверхности мелкодисперсных образцов имеет бо-льщое значение для расчета абсолютного количества вещества, адсорбированного поверхностью в тех или иных условиях, и для решения ряда других задач. [c.261] Следует обратить внимание на то, что при определении поверхности любыми адсорбционными методами конечный результат зависит от специфических свойств молекул адсорбата (их размеров, конфигурации и т. п.). Например, при адсорбции красителей определяемая величина поверхности почти всегда меньше, чем при определении поверхности по адсорбции газа, так как большие молекулы красителя неспособны проникать в узкие поры. Кроме того, площадь, занимаемая одной -какой-либо адсорбированной молекулой на поверхности адсорбента, зависит не только от свойств самой молекулы, но и от специфических свойств поверхности адсорбента. Для одной и той же молекулы различия площади при адсорбции на разных адсорбентах могут составлять 20—30% и более. Эти обстоятельства следует учитывать при обсуждении результатов определения поверхности адсорбционными методами. [c.262] На иных принципах основан метод определения поверхности, связанный с использованием реакций изотопного или изоморфного обмена между твердым веществом и его насыщенным раствором (или паром), содержащим радиоактивную метку — метод поверхностного обмена. Впервые этот метод был использован для определения поверхности осадков В. Г. Хлопиным и М. С. Меркуловой. [c.262] Рассмотрим основные особенности данного метода. Следует отметить, что приведенные ниже рассуждения вполне справедливы как для образцов, находящихся в собственном насыщенном растворе, так и в насыщенном паре. Но для определенности будем считать, что использован насыщенный раствор исследуемого вещества. Для определения поверхности следует использовать хорошо стабилизированные полидисперсные образцы (со средним размером частиц Ю —10 см и более) или стабилизированные монодисперсные образцы, ЧТО дает возможность пренебречь процессами перекри-. стализации. В этих случаях можно предположить, что в изотопном (изоморфном) обмене с раствором участвует практически только один поверхностный мономолекулярный слой частиц твердой фазы. Действительно, в твердых телах диффузия при обычных температурах протекает, как правило, крайне медленно (для ионных кристаллов при комнатной температуре величина коэффициента диффузии составляет 10 —10 см 1сек и ниже) и поэтому проникновения радиоактивных атомов из поверхностного слоя в глубь твердых частиц практически не происходит. С течением времени устанавливается равновесное распределение изотопов между поверхностным монослоем и раствором. Следует отметить, что время достижения такого равновесия обычно невелико (0,25—0,5 ч), что подтверждает правомочность пренебрежения диффузией в глубь частиц твердой фазы. Определив число радиоактивных атомов, перешедших из раствора в поверхностный слой при равновесии, оказывается возможным найти общее количество вещества, составляющего поверхностный слой образца. [c.262] Переход от foтн к значению удельной поверхности 5, выраженному в см /г, требует знания площади занимаемой одной молекулой в поверхностном слое. [c.263] Формула (7.40) обеспечивает вполне удовлетворительную точность оценки величины площади, занимаемой молекулой в поверхностном слое, для таких молекул, не содержащих цепочек атомов, как Ag l, BaS04, СаСОз и т. п. Поэтому для таких соединений и значение поверхности, рассчитанное по формуле (7.41), обычно хорошо согласуется с результатами измерений той же поверхности другими методами..Для молекул, имеющих в своем составе длинные цепочки атомов (например, молекулы органических кислот жирного ряда и других аналогичных соединений), формула (7.40) неприменима. [c.264] Как уже говорилось, используемые образцы должны быть по возможности стабилизированными, т. е. в них при определении поверхности не должны протекать процессы перекристаллизации. Если все измерения активности привести к одному зломенту времени, то для стабилизированных образцов график изменения удельной активности раствора со временем будет иметь вид, показанный на рис. 86 (кривая а). Как видно из рисунка, через некоторое время после начала опыта наступает равновесие, характеризующееся неизменностью удельной активности раствора. Если горизонтального участка на графике нет (кривые бив), то это говорит или о наличии перекристаллизации, или о низком кристаллическом совершенстве частиц образца, приводящем к высокому коэффициенту самодиффузии (диффузии) в твердой фазе. Если оказалось, что получена экспериментальная кривая, имеющая линейный участок при больщих временах контакта образца с раствором (типа кривой б], то получить ориентировочные сведения о поверхности можно следующим образом. Линейный участок кривой б экстраполируют до пересечения с осью ординат. Точка пересечения дает величину удельной активности раствора, которая формально соответствует равновесию поверхностного обмена. [c.265] Вернуться к основной статье