Газа адсорбция

Первая стадия взаимодействия между поверхностью металла и газом заключается в адсорбции газа на поверхности металла. В результате этого возникает поддерживающийся под действием сил физической и химической природы тонкий сорбированный слой газа. Адсорбция молекул газа металлическими поверхностями протекает быстро. Выполненные на основе молекулярно-кинетической теории газа расчеты показали, что при низком давлении и комнатной температуре мономолекулярный слой адсорбированного газа образуется приблизительно через 2 с [62]. При адсорбции молекул газа свободная энергия и энтропия поверхности уменьшаются. Одновременное уменьшение этих величин приводит к снижению энтальпии, вследствие чего адсорбция обычно является экзотермическим процессом. [c.46]

Последнее десятилетие характеризуется всплеском интереса к исследованию поверхности твердых тел и происходящих на ней процессов. Речь идет о поверхностях раздела твердое тело—газ (адсорбция, катализ, атмосферная коррозия, поверхностная диффузия и растекание, адгезионный износ), твердое тело — жидкость (коррозия, жидкометаллическая хрупкость), о внутренних поверхностях раздела в металлах (межкристаллитная внутренняя адсорбция, диффузия по границам зерен и фаз, микролегирование, хрупкость, межкристаллитная коррозия, стабильность композиционных материалов) и о процессах в тонких пленках и на границе раздела пленка—матрица (защитные покрытия, микроэлектроника). Физика поверхностных явлений — это сейчас одна из самых (если не самая) быстро развивающихся областей физики твердого тела. [c.116]

Для процессов, в которых необходимо обеспечить тесный контакт между агрессивными газом и жидкостью (сушка и очистка газов, адсорбция, концентрация и др.), используют керамические башни. Такие башни являются основными аппаратами, применяемыми при конденсации соляной и органических кислот [ (уксусная, муравьиная и др.), а также для осушки хлора и сернистого газа. [c.12]

Газ растворенный 121—122 Газа адсорбция 174 [c.425]

Ориентированная адсорбция незаряженных полярных или поляризуемых частиц на границе раздела фаз с образованием двойного электрического слоя в пределах одной фазы адсорбция молекул воды (рис. 106, э) на металле ориентация дипольных молекул у поверхности раздела жидкость —газ (рис. 106, и) — адсорбционный потенциал. [c.150]

Адсорбция атомов и молекул на поверхность металла (особенно газов 0.2 и На).......................Сотые и десятые вольта [c.178]

Явление сорбции [36, 61] возникает в результате действия сил притяжения между молекулами газа и атомами на поверхности твердого тела. Различают два вида адсорбции физическую и химическую. В первом случае силами сцепления являются только относительно слабые межмолекулярные силы типа сил Ван-дер-Ваальса, во втором происходит обмен электронами и формируются прочные химические связи между адсорбируемым веществом и твердым телом. Часто бывает так, что физическая адсорбция переходит в химическую, если температура возрастает достаточно для того чтобы обеспечить необходимую энергию активации процессу химической адсорбции. [c.89]

Адсорбция протекает на границе газ—металл и заключается в растворении активных атомов диффундирующего элемента и поглощении их поверхностью металла. [c.137]

При соприкосновении двух поверхностей контакт происходит не по всей площади, а лишь на относительно небольшом числе выступов шероховатостей. В результате скольжения поверхностей друг относительно друга неровности одной поверхности стирают неровности противоположной и образуется гладкий след. Если эта поверхность металлическая, то здесь сразу же адсорбируется газ или происходит ее окисление. Последующие перемещения шероховатостей стирают пленку оксида они могут и механически активировать реакцию адсорбции кислорода на металле и образования оксида, который, в свою очередь, также стирается (рис. 7.20). Это химическая составляющая разрушения при фреттинге. Кроме того, шероховатости вызывают определенный износ, удаляя частички металла. Это механическая составляющая. Оторвавшиеся частицы металла превращаются в оксид, и поверхность металла через некоторое время начинает истираться о движущиеся частицы в большей степени, чем о противоположную поверхность (в результате низкое вначале электрическое сопротивление между поверхностями становится высоким). [c.165]

Если при образовании тонкой пленки скорость процесса определяется миграцией ионов и преобладающее электрическое поле внутри пленки образуется за счет адсорбции ионов газа на внешней поверхности пленки, то скорость миграции находится в экспоненциальной зависимости от напряженности поля,, а процесс роста пленки описывается обратной логарифмической зависимостью [81 [c.194]

Sn " , которые, как известно, увеличивают водородное перенапряжение, замедляют таким образом коррозию железа в кислотах и способствуют восстановлению органических веществ на железном катоде. Ионы Sn постоянно образуются на поверхности железа при коррозии оловянного покрытия, однако после растворения слоя олова их концентрация падает. Возможно также, что разность потенциалов пары железо—олово благоприятствует адсорбции и восстановлению на катоде органических деполяризаторов, в то время как при меньшей разности потенциалов эти процессы не протекают. Существенным недостатком консервной тары является так называемое водородное вспучивание, которое связано со значительным возрастанием давления водорода в банке. При этом допустимость использования консервов становится сомнительной, так как накопление газов в банке происходит и при разложении продуктов под действием бактерий. [c.240]

Пусть п — количество участвующих в трении микровыступов на единице поверхности металла (или оксида). Для удобства математических расчетов допустим, что шероховатости круглые по форме. Их средний диаметр равен с, а среднее расстояние от одного до другого — s (рис. 7.20). При трении микровыступы линейно движутся по плоской поверхности металла со скоростью о, причем каждый из них обнажает поверхность чистого металла и проделывает бороздку с усредненной шириной с и длиной, зависящей От проходимого пути. После прохождения микровыступа иа обнаженной поверхности в бороздке происходит быстрая адсорбция газа из атмосферы, которая со временем сопровождается образованием тонкой оксидной пленки. Следующий микровыступ, двигаясь по той же бороздке, вновь снимает и удаляет оксид и оставляет за собой обнаженный металл. Окисление происходит за среднее время t. Тогда [c.412]

Отметим, что это выражение соответствует предположению, сделанному в самом начале наших рассуждений о том, что скорости окисления или адсорбции газа на чистом железе линейны в этом случае kit можно представить как константу скорости реакции. Линейная скорость соответствует реальным условиям с очень быстрой адсорбцией или окислением. [c.414]

Концентрация газа в объеме фазы всегда будет отличаться от концентрации в поверхностном слое, в котором совершается реакция. При низких температурах из-за адсорбции в поверхностном слое концентрация молекул газа может быть значительно выше, чем в объеме, но при достаточно высоких температурах вследствие вступления в реакцию концентрации газа будет ниже, чем в объеме. [c.306]

Адсорбция — сорбция, при которой газ или пар удерживаются на поверхности твердого вещества или жидкости. [c.203]

Различают физическую и химическую адсорбции. Физической адсорбцией называют явление, при котором молекулы адсорбируемого газа удерживаются (на расстоянии порядка 0,3 нм) у поверхности силами Ван-дер-Ваальса — силами притяжения между молекулами газа и молекулами адсорбирующего твердого тела, в результате чего происходит обмен энергией между твердым телом и газом. [c.81]

Вообще молекула, ударяющаяся о поверхность твердого тела, некоторое время находится на ней, и именно с помощью механизма физической адсорбции происходит нагревание твердого тела газом и наоборот. [c.81]

Химической адсорбцией или хемосорбцией называют явление, при котором адсорбированные молекулы удерживаются (на расстоянии порядка 0,1 нм) у поверхности силами химического сродства, аналогичными силам валентной связи между атомами в молекуле адсорбируемого газа, в результате чего происходит распад молекул на атомы и радикалы и обмен электронами с атомами поверхности. [c.81]

Атмосферы нефтегазоконденсатных комплексов отличаются высоким содержанием газов, солей, агрессивных компонентов, и по характеру микроклиматических условий они относятся в основном к жестким и очень жестким условиям. Разрушению под действием атмосферной коррозии подвергаются металлические нефтепромысловые сооружения и коммуникации, промысловые и магистральные нефтегазопроводы, сеть водоводов и резервуаров, морские нефтепромысловые сооружения, эстакады, кустовые площадки, индивидуальные основания, оборудование нефтегазоперерабатывающих заводов и др. Известно, что коррозия металлов в атмосферных условиях протекает под слоем влаги и определяется скоростью адсорбции или генерации на поверхности ионизированных частиц, способных вытеснять хемосорбированный кислород из поверхностного слоя металла. Для большинства конструкционных материалов наибольшее ускорение коррозионных процессов определяется наличием в атмосфере примесей сернистого газа, сероводорода, ионов хлора, а также загрязненностью воздуха пылью и аэрозолями, которые становятся центрами капиллярной конденсации влаги. [c.50]

Как видно из рис, 6, 9, при введении в кремний (германий) золота поверхностное (граница жидкий сплав — газ) и межфазное (граница жидкий сплав — твердый кристалл) натяжения меняются незначительно (слабое увеличение натяжения), т. е. золото не адсорбируется на обеих межфазных границах, в то время как германий или кремний, добавленные к золоту, резко уменьшают поверхностное и увеличивают межфазное натяжение. Такой ход кривых можно объяснить следующим образом. Обе границы являются местом, где атомы жидкой фазы имеют недостаток соседей по сравнению с объемом твердой и жидкой фаз. Это положение, очевидное для границы жидкость — газ, нуждается в обосновании для границы кристалл — собственный расплав. Так как смачиваемость чистой твердой фазы собственным расплавом неполная (0si si = = 14° 0oe -Ge = 15° 0aut-au = 7°), работа адгезии жидкой фазы к твердой фазе того же вещества меньше работы когезии в жидкости (и в твердой фазе), что, по-видимому, нельзя объяснить иначе, как наличием некоторой дополнительной разупорядоченности структуры на границе раздела (по сравнению с объемом жидкой фазы). Таким образом, на межфазной границе кристалла со своим расплавом среднее координационное число должно быть меньше, чем в жидкой фазе. Атомы поверхностно-активного компонента должны адсорбироваться на обеих границах (на границе раздела с газом адсорбция должна быть, очевидно, выше), изменяя межфазное натяжение. [c.12]

Отметим, что растворимость азота в лселезе, как и в нелегированном или низколегированном металле, отличается от растворимости в высоколегированном аустенитном металле. Если в нелегированной или низколегированной стали либо металле шва при расплавлении растворимость азота возрастает (рис. И 1.8, а), то при расплавлении высоколегированного аустенитного металла шва (или стали) растворимость падает (рис. П1.8, б). Процесс растворения азота в жидком металле состоит из следующих стадий диссоциации газа адсорбции газа на поверхности жидкого металла абсорбции (поглощение) газа жидким металлом и диффузии его в глубь массы последнего (в глубь капли или сварочной ванны). [c.234]

Процесс зарождения кристаллов новой фазы в результате кристаллохимической перестройки исходной окисной фазы по мере пересыщения ее ионами металлов требует преодоления определенного энергетического барьера, что проявляется в замедленном развитии процесса в его начальном периоде. Образование достаточного количества металлической фазы действует автокаталитически и процесс ускоряется.. Когда внешняя диффузия газов, адсорбция восстановителя, десорбция газовых продуктов проходят с достаточной скоростью, что имеет место при повышенных температурах, диффузия ионов через слои твердых продуктов реакции и внутри кристаллов окисных фаз может лимитировать суммарную скорость всего процесса. [c.63]

Хемосорбция является очень быстрым процессом и осуществляется с большой вероятностью ири соударении молекулы газа с поверхностью металла. Например, адсорбируется около всех молекул Oj, соударяющихся с поверхностью вольфрама. Такая высокая эффективность адсорбции не является необычной, если считать, что первичный акт заключается вобразопанни ионов О на поверхности металла (см. с. 44). [c.45]

Гульбрансеном, Эндрю и Брассаром, показали, что чем выше температура, тем ближе можно подойти к окислению, срсорость которого определяется столкновениями молекул газа с поверхностью металла, т. е. подвижной адсорбцией окислителя. Условия, при которых протекает реакция окисления при возвращении в атмосферу Земли из космоса, могут привести к скоростям окисления, близким к тем, которые дает теория столкновений. [c.136]

Анодный сдвиг потенциала в поверхностном слое металла и пассивность последнего могут быть обусловлены активированной адсорбцией (хемосорбцией) пассивирующих частиц, в первую очередь пассивируюш,их анионов, в особенности однозарядного атомного иона кислорода 0 (анион радикала ОН, образуюш,егося из НаО или 0Н при анодной поляризации). Адсорбция ионов кислорода уменьшает свободную энергикэ поверхностных ионов металла за счет вытеснения эквивалентного количества свободных поверхностных электронов металла, т. е. создает пассива-ционный барьер. Поскольку поверхностный электронный газ вырожден, вытесняются электроны, находяш,иеся на самых высоких электронных уровнях, и при этом снижается поверхностный уровень Ферми металла. Изменение свободной энергии поверхности при полном ее покрытии адсорбированным монослоем составляет 3,8-10 эрг на один электрон, что соответствует 2,37 эВ, или 54,6 ккал/г-экв. [c.311]

Равновесие между адсорбцией и десорбцией молекул газа на поверхности твердого тела описывается уравнением Роса [63], в которое входит относительное число молекул. Необходимое для формирования монослоя NqQ. Здесь Nq — полное количество молекул, необходимых для формирования моносяоя, 0 — относительное число занятых адсорбционных состояний [c.89]

P/sтемпература поверхности твердого тела и Т —температура газа. Постоянная С имеет значение около 3,5 10 . Из уравнения (3.29) можно получить изотермы адсорбции, представив на диаграмме Л об как функцию от Р при постоянной температуре Т, или изобары адсорбции, представив NqQ как функцию от Р при постоянном давлении Р. Уравнение (3.29) позволяет понять всю сложность проблемы сорбции в газовой термометрии, когда изменяются как.Р, так и Г. Кроме того, необходимо учесть, что значение Nq есть функция реальной, а не геометрической площади поверхности. Известно [63], что реальная площадь поверхности отличается от геометрической и в очень большой степени зависит от предварительной обработки. Например, реальная площадь механически полированной [c.89]

К процессам массооб.мена между твердой частицей и газо.м относится и адсорбция [84]. Основное прп.менеипе этого процесса связано с использованием силикагеля в хроматографии. [c.40]

К этому аргументу можно и не прибегать, так как логарифмический член можно разложить в ряд и оперировать далее только первым членом ряда. Он отвечает линейной зависимости скорости окисления или адсорбции газа от времени. Линейная зависимость скорости адсорбции газа указывает, что количество кислорода, присутствующее на чистой металлической поверхности в виде физически адсорбированного газа, можно реально контролировать, в отличие от процесса перехода атомов кислорода в хемосорбирсванное состояние. Это под-. тверждается наблюдаемым увеличением массовых потерь при фреттинг-коррозии с понижением температуры, что соответствует увеличению скорости и степени физической адсорбции при понижении температуры. Скорость же хемосорбции обычно уменьшается с понижением температуры. [c.413]

Гетерогенный катализ происходит на границах раздела твердое тело — газ или твердое тело — жидкая фаза (раствор). Механизм каталитического воздействия поверхности твердого тела заключается в адсорбции на поверхности катализатора реагирующих между собой молекул, в результате чего их концентрация в поверхностном слое возрастает на несколько порядков, а под действием энергии адсорбции ослабляются связи между частицами, составляющими молекулы, и, следовательно, снижается энергия активации. Не исключено и химическое взаимодействие между молекулами реагирующих веществ и адсорбента, т. е. катализатора (топохимические соединения). Высокоактивные катализаторы этого типа — тонко раздробленные металлы, нанесенные на какую-либо подложку, например, платинированный асбест, серебро или палладий, нанесенные на цеолиты, тонко раздробленный никель и т. д. [c.298]

Рассмотрим процесс адсорбции, осуществляемый в одной секции тарельчатой колонны с провальными тарелками (рис. 1.7). Через тарелку с псевдоожиженным слоем сорбента снизу непрерывно проходит газ, содержащий целевой компонент — сорбтив. В результате массообмена сорбтив переходит в твердую фазу, а очищенный газ вверху выходит из аппарата. [c.25]

Распределение a x,t) концентрации сорбтива в газе и средняя величина адсорбции по частицам t p(t) могут рассматриваться как внутренние параметры объекта. Одновременно 0 .ср(О является выходной функцией адсорбера. Кроме того выходной функцией является вых (О = 00 (х. О U=i — выходная концентрация сорб-тнва в газе и М (t) —масса слоя. [c.237]

Функция h22 t), описывающая приращение выходной концентрации сорбтива в газе, имеет несколько другой вид. Ввиду того, что время прохождения газа через слой пренебрежимо мало, выходная концентрация без запаздывания воспроизводит единичный скачок входной концентрации сорбтива в газе с коэффициентом пропорциональности е- , т. е. Лгг (О I <=о = Затем из-за увеличения концентрации сорбтива в слое происходит постепенное увеличение средней величины адсорбции и, соответственно, уменьшается движущая сила процесса. Это в свою очередь вызывает замедление скорости адсорбции в слое. Поэтому концентрация сорбтива в газе на выходе из слоя будет постоянно увеличиваться к предельному значению [c.243]

В том случае, когда происходит адсорбция газа из их смеси, например при адсорбции бинарной смеси, имеются как бы две параллельные реакции взаимодействия газов 4 и В со свободной поверхностью адсорбента по схеме Лэн -мюра [c.85]

В результате избыточной поверхностной энергии поверхностный слой металла обладает большой активностью. Это проявляется в том, что при взаимодействии ненасыщенных силовых полей твердого тела с силовыми полями молекул газа, движущихся к твердой поверхности, или жидкости, соприкасающейся с твердым телом, поверхность последнего покрывается пленкой веществ, содержащихся в окружаю1цей среде. Явление образования на (юверхности твердого тела тончайших пленок газов, паров или растворенн1,1Х веществ либо поглощения этих веществ поверхностью тела называют адсорбцией. [c.54]

Известно, что металл с кристаллической структурой представляет собой систему положительных ионов (ядра, окруженные электронами внутренних орбиталей), 1югруженную в отрицательный электронный газ обобществленных внешних электронов. Электроны, обладающие достаточным запасом кинетической энергии, вырываются из металла и образуют над его поверхностью отрицательно заряженное облако. Электроны, находящиеся внутри металла и вблизи его поверхности, отталкиваются от этого облака, смещаясь внутрь металла. В результате уменьшается поверхностная плотность электронов и индуцируется положительный заряд, равный по абсолютной величине отрицательному заряду электронного облака. Сила взаимодействия между зарядами - сила электрического изображения - имеет значительную дальность действия, до 10 мкм от поверхности. Следовательно, энергетический потенциал поверхности характеризуется потенциалом внепп1сго пространства на расстоянии примерно 10 мкм от поверхности. Облако электронов совместно с наружным слоем положительных ионов образует двойной электрической слой. Таким образом, наличие электрического потенциала поверхности твердого тела и полярных молекул поверхностно-активных веществ предопределяет уровень их энергетического взаимодействия при адсорбции и строение адсорби -)ованной пленки. [c.54]

На атмосферную коррозию существенно влияют твердые частицы, осаждающиеся на поверхности металла частички почвы, угля и вьтет-риваемых горных пород продукты сгорания топлива микроорганизмы и др. В некоторых случаях удаление этих частиц приводит к резкому уменьшению коррозии. Усиление коррозии осаждающимися на поверхности металла твердыми частицами, даже если они не обладают коррозионно-активными свойствами, связано с тем, что они способствуют адсорбции такого агрессивного агента, как сернистый газ, и, кроме того, образуют с поверхностью металла тонкие щели и зазоры, в которых реакции ионизации металла протекают с большей скоростью, чем на поверхности, к которой имеется свободный доступ кислорода. [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...