ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Капиллярная конденсация из "Сорбция" Мы уже знаем, что при адсорбции проявляются силы взаимодействия между молекулами поглощаемого газа или пара и атомами поглотителя, расположенными на его поверхности. Здесь действуют и силы электрического притяжения, и молекулярные силы, так называемые ван-дер-ваальсовы силы, благодаря которым притягиваются даже нейтральные молекулы. Они проявляются, например, в явлении сцепления молекул жидкости между собою. [c.34] этот предел возникает вполне естественно, сам собою. По мере удаления от поверхности сорбента сила притяжения все же убывает, и самые крайние молекулы пара уже могут преодолевать ее вследствие достаточно интенсивного молекулярного движения. Крайние молекулы могут улететь из зоны притяжения и не вернуться более в нее. Вся картина во многом напоминает земную атмосферу, в которой воздух имеет больщую плотность вблизи поверхности Земли, удерживаясь силами всемирного тяготения. Но по мере удаления от поверхности сила притяжения убывает и атмосфера становится более разреженной. [c.34] Адсорбционный слой, состоящий по толщине из многих молекул, похож уже на слой жидкости, правда, своеобразной. Переход пара в жидкость на поверхности сорбента под действием молекулярных сил притяжения — довольно распространенное явление. Особенно оно характерно для пористых сорбентов, структура которых образована мельчайшими капиллярами, например для угля ц силикагеля. [c.34] Заполнение пор сорбента жидкостью, образовавшейся из пара под действием молекулярных сил, носит название капиллярной конденсации. [c.35] При каких же условиях в порах и капиллярах сорбента может конденсиров-аться пар жидкости Чтобы ответить на этот вопрос, нам с вами нужно припомнить некоторые простые физические явления. [c.35] хорошо, а что же характеризует смачивание и несмачивание Если на стекло, покрытое жиром, поместить капельку воды, она будет лежать на нем и кататься, как бусинка, не растекаясь (рис. 10, а). На чистом же стекле капля воды растечется в плоскую лепешку (рис. 10, б). [c.35] Угол а (альфа) называется углом смачивания. Если он тупой, говорят, что жидкость не смачивает поверхности, а есж1 острый, то — смачивает. Вот угол , краевой угол, и характеризует смачивание и несмачивание. [c.35] Погрузите чистую узкую стеклянную трубочку в ртуть и вы увидите, что уровень ее в трубочке будет стоять ниже поверхности ртути в чашечке (рис. 11, а), а если трубочку погрузить в керосин, последний даже несколько поднимется в трубочке (рис. 11, б). В первом случае, случае несмачивания, поверхность жидкости в трубочке, называемая мениском, имеет выпуклую форму, а во втором — вогнутую. [c.35] Капиллярная конденсация может происходить только при том условии, если стенки пор и капилляров сорбента смачиваются сконденсированными парами жидкости, то есть при условии образования вогн того мениска. [c.36] Но обратите внимание на следующий случай (рис. 12, б), когда молекула пара находится не над плоской, а над вогнутой поверхностью жидкости. Здесь взаимодействие проявляется гораздо сильнее, молекула пара имеет меньшую вероятность оторваться от поверхности жидкости и уйти в пространство. Все молекулы пара жидкости, попавшие в пространство над вогнутым мениском, будут сорбироваться на этом мениске, а это и есть капиллярная конденсация. [c.37] Чем уже капилляр, тем больше вогнутость мениска. Значит, для поглощения паров путем капиллярной конденсации нужны сорбенты с большим количеством узких пор заметное поглощение наблюдается при порах диаметром в тысячные доли миллиметра. За счет капиллярной конденсации некоторые сорбенты могут поглотить столько паров жидкости, что вес этих паров будет более 50% веса поглотителя. Это значительно превосходит обычную адсорбцию. [c.37] Конечно, ни один сорбент, природный или искусственно полученный, не обладает капиллярными трубочками или порами. Они выглядят как трещины, углубления, извилистые ходы и т. п, между частицами материала, составляющего сорбент. Но все равно, если где-нибудь в углублении, трещине или в местах соприкосновения частиц образовался вогнутый мениск жидкости, капиллярная конденсация началась, и она будет продолжаться по мере доставки паров извне к поверхности сорбента. [c.37] Таким образом, мы познакомились еще с одним видом сорбции. Находит ли капиллярная конденсация применение в технике Да, с нею мы имеем дело чаще всего, когда речь идет о поглощении паров при большой их концентрации вспомните рекуперационную технику, поглощение паров бензина в резиновой промышленности. [c.37] Вернуться к основной статье