Математика	Физика	Химия	Биология	Техника и технологии
	Авгуль Н. Н., Киселев А. В., Пошкус Д. П. Адсорбция газов и паров на однородных поверхностях. М., «Химия», 1975. 384 с.; 62 табл.; 105 рис.; список литературы 970 ссылок. В монографии описаны способы получения практически важных адсорбентов с близкими к однородным поверхностями, их адсорбционные свойства и применение в хроматографии. Рассмотрены общие уравнения термодинамики адсорбции и уравнения, основанные на различных моделях адсорбционного слоя. Приведены способы расчета термодинамических характеристик адсорбции из опытных данных по газовой хроматографии, изотермам и теплотам адсорбции. Изложена молекулярно-статистическая теория адсорбции и теория межмолекулярных взаимодействий при адсорбции. Рассмотрены результаты расчетов адсорбционных равновесий для простых и сложных молекул на основе атом-атомных потенциальных функций межмолекулярного взаимодействия. Книга предназначена для научных работников, аспирантов и студентов-химиков и физиков, изучающих межмолекулярные взаимодействия и поверхностные явления. Она представляет интерес для инженеров, работающих в различных областях химической технологии, в которых используют хроматографию, адсорбцию, катализ, применяют наполнители и пигменты.
СОДЕРЖАНИЕ Предисловие ........................... Ю Глава I. Значение адсорбентов с близкой к однородной поверхностью для развития молекулярной теории адсорбции и практических применений ......................... 13 1. Представления об однородности поверхности........... 13 2. Характер межмолекулярных взаимодействий при адсорбции и экспериментальные термодинамические критерии однородности поверхности ............................. 21 3. Роль создания и изучения адсорбентов с близкой к однородной поверхностью в развитии молекулярной теории адсорбции........ 31 4. Основные направления систематического экспериментального и теоретического исследования адсорбции твердыми телами........ 34 Литература.............................. 36 Глава II. Получение адсорбентов с близкой к однородной поверхностью 40 1. Графитпрованная сажа п расщепленный графит.......... 40 2. Нитрид бора.......................... 55 3. Металлы ........................... 5S 4. Ионные адсорбенты с гранями одинаковых п разных индексов .... 61 Соли с кубической решеткой.................. 61 Соли со слоистой решеткой типа МХа.............. 64 Соли с комплексными анионами................. 67 5. Кристаллические окпслы. Лед.................. 70 6. Пути улучшения однородности поверхности некоторых адсорбентов . 73 Молекул ярко-ситовые угли, углеродные волокна и мембраны .... 73 Пористые полимеры...................... 75 Адсорбенты с нанесенными на поверхность модифицирующими слоями 76 Литература.............................. 81 Глава III. Термодинамические характеристики адсорбции однокомпонент- ных газов и паров.................... 93 1. Некоторые особенности определения термодинамических характеристик адсорбционных систем из экспериментальных данных...... 93 Статические измерения изотерм адсорбции............ 93 Газо-хроматографическое определение константы Генри и изотермы адсорбции ......................... 97 Калориметрические методы определения теплот адсорбции и теплоемкости адсорбционных систем................ 99 2. Основные задачи термодинамики адсорбции............ 103 Использование результатов исследования адсорбционных равновесий 103 Использование результатов калориметрических исследований теплот адсорбции и теплоемкостей адсорбционных систем....... 104 3. Термодинамические условия равновесия адсорбционной системы . . . 105 Константа равновесия и уравнение изотермы адсорбции...... 105 Константа Генри....................... 108 Коэффициент активности адсорбированного вещества у5...... 111 Уравнение состояния адсорбированного вещества ....... 111 4. Изменения при адсорбции поверхностных термодинамических функций 114 5. Изменения термодинамических функций при переходе поверхности раздела из стандартного состояния адсорбент — вакуум и адсорбата из стандартного или равновесного состояния объемного газа в равновесное или в стандартное состояние системы адсорбент — адсорбированное вещество........................ 11 и Выбор стандартных состояний для поверхности адсорбента и объемного газообразного адсорбата . . ................ 116 Интегральное и дифференциальное изменение свободной энергии . . 116 Стандартное дифференциальное мольное изменение свободной энергии ............................ 119 Дифференциальное мольное изменение свободной энергии адсорбата при адсорбции в равновесных условиях............ 120 Стандартное изменение химического потенциала адсорбата..... 120 Интегральное и дифференциальное изменение энтропии...... 121 Стандартное дифференциальное мольное изменение энтропии , . . . 123 Дифференциальное мольное изменение энтропии адсорбата при адсорбции в равновесных условиях...........\ . . . . 124 Интегральное и дифференциальное изменение внутренней энергии . !24 Предельная величина дифференциального мольного изменения внутренней энергии....................... 125 Изостеры адсорбции и зависимость константы Генри от температуры 126 Дифференциальное мольное изменение внутренней энергии адсорбата при адсорбции в равновесных условиях.......-. . . 127 Интегральное и дифференциальное изменение теплоемкости .... 127 Дифференциальная мольная теплоемкость адсорбированного вещества 129 Предельная величина дифференциального изменения теплоемкости при Г ^ 0 ......................... 129 Дифференциальное мольное изменение теплоемкости адсорбата при адсорбции в равновесных условиях.............. 130 Примеры зависимости теплоемкости адсорбированного вещества от величины адсорбции..................... 130 Зависимость изменения внутренней энергии от температуры .... 131 6. Изменения термодинамических функций в некоторых частных случаях проведения адсорбционных опытов................ 132 Адсорбция газа, поступающего из резервуара с постоянным давлением........................... 132 Адсорбция газа, поступающего из резервуара с постоянным объемом 134 Адсорбция пара, поступающего из резервуара с чистой жидкостью . 135 7. Теплота адсорбции....................... 140 Случаи необходимости калориметрических измерений тепловых эффектов адсорбции ...................... 140 Теплоты адсорбции газов и паров................ 141 Изостеричсская теплота адсорбции. Чистая теплота адсорбции пара 144 Сопоставление величин изменения внутренней энергии при адсорбции, полученных разными методами.............. 145 О выборе вместо F и U других термодинамических функций для характеристики адсорбционных процессов.........., 148 Литература . . .,......................,..... 148 Глава IV. Термодинамическое описание адсорбции на однородной поверхности с помощью некоторых моделей...........» 152 1. Роль моделей в термодинамическом описании адсорбции...... 152 2. Описание зависимости величины адсорбции от концентрации (давления) газа и температуры при использовании уравнения двухмерного состояния адсорбата в вириальной форме............. 155 3. Получение термодинамических характеристик адсорбции па однородной поверхности из экспериментальных данных для реальной поверхности ............................. 165 Литература.............................. 177 Глава V. Термодинамические характеристики адсорбции различных веществ на графитированной термической сайге при малом (нулевом) заполнении поверхности, полученные из экспериментальных данных ......................... 180 1. Получение термодинамических характеристик адсорбции из экспериментальных данных...................... 180 2. Неорганические газы...................... 1S3 3. н-Алканы .......................... 185 •4. Изоалканы .......................... 186 -5. Цикланы ........................... 186 $. Алкены, алкадиены, циклены и циклодиеыы........... 189 7. Алкпны ........................... 192 8. Бензол и алкплбеизолы..................... 192 9. Полифенилы ......................... 194 10. Ароматические углеводороды с конденсированными ядрами .... 194 11. Галогенпроизводные углеводородов ............... 194 12. Простые эфиры........................ 198 13. к-Спирты ........................... 199 14. Терпены ........................... 199 15. Дейтерозамещенные органические соединения.......... 200 16. Азот- и серусодержащие производные углеводородов...... 201 17. Элементе рганические соединения подгруппы IVB......... 201 18. Сопоставление адсорбции различных молекул на графи тир ованной термической саже....................... 202 Литература ............................. 205 Глава VI. Статистические вириальные выражения для термодинамических характеристик адсорбции..........,,,.... 207 1. Общие выражения....................... 207 2. Изотерма адсорбции однокомпонентного газа.........» . 210 3. Уравнение состояния адсорбированного однокомпонентного газа . . 213 4. Изотерма адсорбции многокомпонентного газа.......... 214 5. Удерживаемый объем..................... 217 6. Химический потенциал адсорбированного вещества....... . 218 7. Изменение энтропии при адсорбции............., . 219 8. Изменение внутренней энергии при адсорбции........... 221 9. Изменение теплоемкости при адсорбции............. 223 10. Частные случаи общих вириалъных выражений.......... 224 Газ вдали от поверхности является идеальным........ 224 Молекулы адсорбата взаимодействуют только с адсорбентом . , 225 Литература.............................. 225 Глава VII. Статистические выражения для константы Генри и других термодинамических характеристик адсорбции при нулевом заполнении поверхности................... 227 1. Общие выражения для константы Генри............ . 227 2. Приближенные выражения для нежестких молекул......... 229 3. Выражения для молекул с поворотной изомерией.......... 232 4. Выражения для квазижестких молекул .............. 234 5. Выражения для разных моделей состояния адсорбированных квазижестких молекул........................ 235 Свободное движение вдоль математически однородной поверхности . 235 Свободное движение вдоль математически однородной поверхности и гармонические колебания перпендикулярно поверхности .... 235 6. Квантовые поправки ...................... 237 Литература.............................. 238 6 Глава VIII. Межмолекулярные силы и потенциальная функция межмолекулярного взаимодействия молекулы с адсорбентом .... 241 1. Общая характеристика проблемы................. 241 2. Квантовомеханические теории взаимодействия молекулы с адсорбентом .............................. 248 3. Аддитивность потенциала межмолекулярного взаимодействия по потенциалам взаимодействия пар силовых центров.......... 249 4. Выбор силовых центров в молекуле и их положения........ 254 5. Выбор формы атом-атомного потенциала межмолекулярного взаимодействия ........................... 255 Представление потенциала в виде суммы слагаемых, выражающих вклады различных видов взаимодействия........... 255 Обменная энергия первого порядка и$мен............ 256 Энергия дисперсионного притяжения «^2И'СП............ 257 Обменная энергия второго порядка «обмен............. 257 Форма атом-атомного потенциала межмолекулярного взаимодействия 258 6. Оценка параметров атом-атомных потенциалов........... 260 Константа С\....................... . . 260 Константа С2 и отношение CZIC^ ................ 264 Параметры, потенциала отталкивания.............. 264 Равновесное расстояние при межмолекулярном взаимодействии двух силовых центров...................... 266 7. Суммирование атом-атомных потенциалов............. 268 Общее выражение....................... 268 Расчет решеточных сумм.................... 268 Расчет 2>-е над базисной гранью графита и гранью (100) простой кубической решетки...................... 272 Аппроксимации зависимости 2г~га и t,(zld,m) от 2......... 275 Литература.............................. 275 Глава IX. Расчет термодинамических характеристик адсорбции одноатомных молекул на графите.................. 284 1. Влияние формы атом-атомного потенциала межмолекулярного взаимодействия на значение константы Генри К\............. 284 2. Влияние приближений при суммировании атом-атомных потенциалов па значения константы Генри К± .... ........... 286 3. Гармоническое приближение .................. 289 4. Оценка термодинамических характеристик адсорбции благородных газов на базисной грани графита на основании свойств адсорбата и адсорбента, взятых в отдельности................. 290 Определение параметра Сг при использовании экспериментальных значений KI................,....,...... 297 6. Молекулярно-статистический метод определения удельной поверхности графи тир ов энной сажи ..................... 299 Литература.............................. 303 Глава X. Молекулярно-статистический расчет термодинамических характеристик адсорбции углеводородов на графите........ 305 1. Общие замечания о расчете термодинамических характеристик адсорбции углеводородов ....................... 305 2. Алканы ..........................., 308 Оценка параметров атом-атомных потенциальных функций межмолекулярного взаимодействия атомов Н и С молекул алканов с атомами С графита на основании свойств адсорбата и адсорбента, взятых в отдельности..............., , ,...... 308 Термодинамические характеристики адсорбции метана, этана и пропана на базисной грани графита, полученные при использовании приближенных атом-атомных потенциальных функций...... 310 Уточнение параметров атом-атомных потенциалов взаимодействия атомов С (алкан) . . С (графит) и Н (алкан) ... С (графит) . . . 311 Расчет термодинамических характеристик адсорбции этана с учетом внутреннего вращения молекул................ 315 н-Бутан, к-пентан и н-гексан.................. 317 Расчеты термодинамических характеристик адсорбции к-алканов при выборе в качестве силовых центров звеньев СН3 и СН2 . . . 324 ызо-Алканът ......................... 328 3. Цикланы ........................... 329 4. Ненасыщенные и ароматические углеводороды. Зависимость межмолекулярного взаимодействия атомов углерода от их валентного состояния ............................ 332 Преимущества использования адсорбции для определения зависимости межмолекулярного взаимодействия атомов от их валентного состояния ......................... 332 Алкены и алкины....................... 333 Углеводороды с сопряженными связями............. 338 Ароматические углеводороды.................. 340 5. Сопоставление потенциальных функций взаимодействия атомов С . . .С и Н ... С для различных проявлений межмолекулярного взаимодействия ............................. 345 Литература.............................. 349 Глава XI. Изотопный эффект при адсорбции углеводородов на графите . 353 1. Влияние на адсорбцию водорода и углеводородов замещения атомов водорода на атомы дейтерия................... 353 8 2. Статистические выражения для термодинамических характеристик ад- сорбционного разделения сложных изотопнозамещенных молекул . . 354 3. Молекулярно-статистический расчет изменений термодинамических характеристик адсорбции углеводородов при замещении атомов Н на атомы D............................ 358 Литература.............................. 362 Приложение .......................... 365 1. Значения площади, приходящейся на молекулу в плотном мономолекулярном слое при адсорбции на графптированнои термической саже 365 2. Зависимости lg KI от температуры п значения Д61 и A#i при адсорбции различных адсорбатов графитированной термической сажей . . 366 Литература.............................. 371 Список некоторых обозначений................... 372 Предметный указатель ........................• 378 Цена: 150руб.
Назад	Заказ	На главную страницу