ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Скорость адсорбции из "Сорбция" Стоит ли говорить об ускорении процесса адсорбции Ведь молекулы газа движутся с огромными скоростями (молекула азота, например, при обычной температуре обладает скоростью более четырехсот метров в секунду) и, конечно, практически мгновенно достигнут поверхности адсорбента и закрепятся на ней. Все эти рассуждения правильны, если речь идет об адсорбции на гладкой, плоской поверхности, доступной для молекз л газов и паров. Но мы уже знаем, что технические адсорбенты — пористые тела с очень сильно развитой внутренней поверхностью. [c.22] Время это очень мало. Работающий человек вдыхает воздух со средней скоростью около пятидесяти литров в минуту. Поперечное сечение коробки противогаза приблизительно равно 70 ся . Значит, через каждый квадратный сантиметр свободного сечения воздух проходит со скоростью 0,7 литра в минуту. А так как слой поглотителя имеет в среднем толщину 5—7 сантиметров, молекула отравляющего вещества проходит через него в течение всего только нескольких долей секунды. В такой ничтожный промежуток времени отравляющее вещество должно быть удалено из вдыхаемого воздуха, вернее, удалено в такой степени, чтобы остатки его не представляли вреда для человеческого организма. [c.23] Техническая мысль направлена по такому пути создать адсорбент со структурой, напоминающей коридорную систему в жилых домах Вот перед нами широкие коридоры, по которым свободно несутся молекулы газа. Доходя до отдельных квартир, молекулы проникают туда и в них размещаются. Необходимо сделать все точки поверхности сорбента легко доступными для молекул газа. Только тогда сорбент будет отвечать требованиям большой скорости адсорбции. [c.23] Не удивляйтесь тому, что мы сейчас перенесемся па десятки лет назад, к войне 1914 года. Именно в этой войне немецкие империалисты впервые применили против наших войск страшное оружие — отравляющие газы. На борьбу с химическим оружием выступили русские химики это было вполне естественно раз оружие химическое, то и средства защиты должны были тоже основываться на химии. [c.24] Были изготовлены сотни тысяч марлевых повязок-масок, пропитанных раствором гипосульфита — главного поглощающего вещества, соды — нейтрализатора образующихся кислот и глицерина — вещества, обеспечивающего постоянную влажность маски. Последнее было совершенно необходимым, так как перечисленные химические реакции могли происходить только в присутствии влаги. Такая маска довольно хорошо поглощала хлор по крайней мере в тех количествах, которые применялись на войне. Когда немцы применили фосген, в пропитку маски пришлось добавить уротропин (известное лекарство), и маска стала более универсальной. [c.24] Однако стало ясно, что нельзя же пропитать маску всеми химикалиями, способными поглощать все вещества, которые может применить противник. Необходимо было применить более универсальный способ поглощения паров отравляющих веществ. Этот способ был найден, и вы уже догадываетесь, какой. [c.24] При этом необходимо позаботиться о доступности исходного сырья. Для сырья же, которое шло на военные средства защиты, ставилось и ставится сейчас еще одно важное з словие оно должно быть отечественного происхождения, не должно быть связано с импортом. [c.25] Всего этого еще мало. Нужно было связать в единый производственный коллектив несколько отраслей промышленности, так как для изготовления нового противогаза требовался не только активированный уголь, но и жестяная коробка и резиновая маска. Вспомните, что в те годы у нас не было своего ка-учука для изготовления резины, и вы поймете, какие колоссальные трудности пришлось преодолевать Н. Д. Зелинскому и его сотрудникам. Да и этого было еще мало. Нужно было наладить испытания активированного угля, полигонные испытания всего противогаза в целом, разработать специальные инструкции для обучения солдат пользованию этим новым, невиданным средством защиты. [c.25] Все трудности были преодолены, и русская армия получила первый в мире угольный войсковой противогаз — универсальное средство зашиты. Явление адсорбции, поглощения, спасло на фронте десятки тысяч человеческих жизней. [c.25] Стоит ли рассказывать о том, как устроен угольный противогаз Пожалуй, не стоит все видели его, занимались в кружках противовоздушной обороны, может быть, даже сами о нем рассказывали. [c.25] Однако раз мы уж говорим о скорости адсорбции, стоит подробнее ознакомиться с тем, каким образом работает слой угля, помещенный в противогазовой коробке. Поглощение молекул отравляющих веществ происходит в условиях движущегося потока воздуха, или, как говорят, в динамических условиях. Ясно, что довольно толстый — о1соло шести сантиметров — слой угля будет использован не сразу, а постепенно, послойно. [c.25] Шилов изменял в отдельных опытах скорость тока воздуха, концентрацию хлора в нем, число отдельных трубочек и их размеры — словом, поступал так, как поступает всякий исследователь-экспериментатор, пытающийся объяснить, осмыслить новое явление. [c.26] На рис. 8, а изображена такая модель из нескольких сосудов, стоящих на лесенке так, что из первого сосуда вода может переливаться во второй, из второго — в третий и т. д. [c.26] Посмотрите на рис. 8, в. Емкость сосудов осталась той же, но скорость заполнения их значительно уменьшилась у сосудов очень узкие горлышки. Вода, не успев заполнить первый сосуд, уже перебрасывается во второй, частично заполняет и третий — в общем, нарушилась вся стройность и последовательность процесса. Ясно, что вода начнет. выливаться в чашку еще задолго до того, как будут использованы емкости всех сосудов. Последний из них только-только начнет заполняться, а опыт придется закончить истекло время защитного действия . [c.28] Мы сделали на нашей модели еще одно важное наблюдение. Чем меньше скорость заполнения емкости угля адсорбируемым веществом, J eм меньше время защитного действия, тем хуже будет использован весь слой угля за время опыта. Последний слой угля почти не будет отработан, он только-только начал адсорбировать пары, а противогаз придется сменить он уже не годен и пользоваться им опасно. [c.28] Из смеси будут адсорбироваться все пары, но в большей или меньшей степени. Чем сильнее, крепче связь, обусловленная силами молекулярного притяжения между молекулами газа и поверхностью адсорбента, тем более конкурентоспособен данный газ, тем сильнее и полнее вытесняет он с поверхности остальные адсорбировавшиеся молекулы. Пары спирта, например, адсорбировавшиеся на поверхности угля, могут быть вытеснены, конечно не полностью, парами бензола, так как молекулы последнего прочнее связываются с поверхностью угля. [c.28] Явление вытеснения одного газа другим будет, вероятно, сказываться и на процессе динамического поглощения. Чтобы убедиться в этом, обратимся снова к нашей модели. Одна жидкость должна вытеснять другую из сосуда. Возьмем для наших целей насыщенный раствор поваренной соли и подкрасим его чернилами. [c.29] Вернуться к основной статье