Благодаря ясному изложению, которое является научно строгим и в то же время образным, книга может быть полезна для широкого круга исследователей, работающих в области физической химии и молекулярной физики, для преподавателей соответствующих дисциплин, а также для аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся по адсорбции и катализу.
ПРЕДИСЛОВИЕ АВТОРА К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Мне очень приятно обратиться к русским читателям с несколькими словами по поводу моей книги «Динамический характер адсорбции». Мне известно, что некоторые из них пользовались английским изданием, высоко оценили книгу и выражали признательность за нее. Поэтому я был рад узнать о переводе ее, поскольку это сделает книгу доступной для более широкого круга русских ученых.
Как упоминалось в предисловии к английскому изданию, книга в основном состоит из двух частей. В первой части я пытался представить движение адсорбированных молекул у поверхности и на самой поверхности адсорбента, их скольжение и прыжки, колебания и вращения. Для наглядности я сделал попытку иллюстрировать эти движения с помощью воображаемого «газа-пчелиного роя».
Во второй части широко использовано уравнение Ван-дер-Ваальса для двумерного газа и проанализированы различные его следствия. Цель книги состояла в том, чтобы создать единую картину, наглядно передающую динамический характер адсорбции, и рассмотреть вытекающие из нее выводы.
Со времени опубликования английского издания проведено много исследований, однако новые результаты не только не изменили представлений, изложенных в настоящей книге, но еще более подкрепили их.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие автора к русскому изданию........... 5
Из предисловия автора к английскому изданию ....... 7
Глава I. Введение..................... 9
1. Газ и поверхность.................. 9
2. Основная причина адсорбции.........• . . . 10
3. Технические приложения.........•..... 10
4. Основное уравнение................. 11
Глава II. Число п..................... 13
5. Кинетическая теория газов.............. 13
6. Скорости молекул.................. 14
7. Величина п..................... 16
8. Число п для молекул воды в „сухом' воздухе .... 17
9. Число п в высоком вакууме............. 18
10. Сравнение с межзвездным газом........... 20
11. Скорость адсорбции................. 21
12. Увеличенная модель газа.............. 22
13. Сравнение характеристик газов при различных давлениях ....................... 23
14. Динамическое равновесие между жидкостью и ее паром 24
15. Максимальная скорость испарения.......... 26
16. Скорость испарения воды.............. 27
17. Скорость испарения при некоторых процессах в вакууме 28
18. Зависимость п от температуры............ 29
Глава III. Время т..................... 31
19. Отражение молекулярных пучков........... 31
20. Дифракция молекулярных пучков........... 34
21. Теплообмен; коэффициент аккомодации ........ 36
^i. 1ешшоимен и его влияние на давление........ да
23. Попытка прямого измерения т............ 41
24. Движение молекул через капилляр . . ........ 42
25. Зависимость т от температуры............ 43
26. Время адсорбции т.................. 44
27. Силы адсорбции. Физическая и химическая адсорбция 44
28. Величина теплоты адсорбции Q для гелия и водорода 45
29. Величины т и Q................... 47
30. О сопротивлении капилляров при адсорбции ..... 50
31. Наглядная модель прохождения молекулы через капилляр . ....................... 52
Глава IV. Величина ?. Динамическое равновесие при адсорбции и конденсации ............. 54
32. Величина адсорбции для гелия и водорода...... 54
33. Величина адсорбции для других газов......• . 56
34. Динамическое равновесие на поверхности...... 58
35. Простейшая форма изотермы адсорбции....... 59
36. Адсорбция из растворов............... 61
37. Изобара адсорбции.................. 62
38. Изостера адсорбции................. 62
39. Различные выражения теплоты адсорбции...... 63
40. Давление пара и скрытая теплота испарения..... 64
41. Скорость испарения жидкости в случае отражения молекул....................... 66
42. Теплота адсорбции и энтропия адсорбции...... 68
Глава V. Величина я. Мономолекулярная и полимолекулярная адсорбция................ 70
43. Изотерма адсорбции Лэнгмюра............ 70
44. Форма изотермы адсорбции Лэнгмюра......, . 73
45. Допущение о постоянстве теплоты адсорбции .... 74
46. Предположение о мономолекулярной адсорбции . . ; . 77
47. О возможности полимолекулярной адсорбции..... 78
48. Вывод уравнения изотермы полимолекулярной адсорбции ....................... 78
49. Упрощение уравнения изотермы полимолекулярной адсорбции.....................• 83
50. Вид уравнения изотермы полимолекулярной адсорбции
при низких значениях р/ра.............. 85
51. Вид изотермы полимолекулярной адсорбции в общем случае........................ 86
52. Исключение влияния активных участков поверхности 89
53. Форма изотермы полимолекулярной адсорбции при *<1........................ 90
54. Два примера..................... 91
55. Форма изотермы при q Ф ра . . . . ......... 94
56. Изотерма адсорбции Лэнгмюра при q ~^>ра..... 99
57. Условия полимолекулярной адсорбции . . . . . . . .101
58. Форма изотермы адсорбции при Qa < Q0....... 102
59. Ограниченная адсорбция при р = ра ......... 103
60; Критические замечания................ 105
61. Адсорбция из смеси газов.............. 106
62. Адсорбция из растворов........,...... 108
Глава VI. Идеальные двумерные газы . . . ....... 111
63. Движения молекул за время т............ 111
64. Растекание и смачивание............... 112
65. Поверхностная подвижность............. 114
66. Модель двумерного газа............... 115
67. Прыгающие молекулы................ 116
68. Энергия активации поверхностной подвижности ... 119
69. Равновесие между двумерным и трехмерным газом . . 120
70. Двумерное газообразное состояние и энтропия адсорбции . . ..................... 121
71. Самопроизвольное растекание и энтропия...... 123
72. Образование двумерного газа на поверхности жидкости 125
73. Двумерное давление F . .-.............. 126
74. Величина F и „поверхностное натяжение"...... 127
75. Уравнение адсорбции Риббса............. 129
76. Некоторые примеры линейной зависимости F от р (или с)........................ 130
77. Линейная зависимость F от р и линейная часть изотермы адсорбции................. . 132
78. Закон идеального газа................ 133
79. Площадь, приходящаяся на 1 моль, и величина давления F 134
80. Вычисление энтропии адсорбции из экспериментальных данных....................... 136
81. Стандартное состояние и теплота адсорбции..... 139
82. Различные типы движения............. . 142
, 83. Колебание. адсорбированной молекулы и константа т0 146
Глава VII. Неидеальные двумерные газы. Двумерная конденсация .................... 148
84. Двумерное давление F, соответствующее изотерме адсорбции Лэнгмюра................. 148
85. Введение поправки Ь2 на „собственную площадь" молекул....................... 149
86. Неправильный вывод уравнения Лэнгмюра..... 150
. 87. Соотношение между уравнением Лэнгмюра и уравнением состояния Фольмера............. 151
88. Силы взаимного притяжения............ 153
89. Графики зависимости FA от F........... 154
90. Уравнение Скофилда и Ридиэла........... 158
91. Уравнение Ван-дер-Ваальса для двумерного газа . . . 159
92. Поправочный член а2................ 159
93. Явление двумерной конденсации .......... 162
94. Давление двумерного насыщенного пара Р0 и сила растекания Fs.................... 166
95. Другие двумерные фазы.............. 168
96. Критические явления................ 170
97. Неидеальные двумерные газы на твердых поверхностях ....................... 172
98. Экспериментальные доказательства......... 173
99. Критическая температура двумерного состояния . . . 174 100. Связь величин аг и Ьг с величинами а и Ь..... 175
, 101. Числовые значения констант для легких газов .... 178
102. Значения а2 и Ь2, при которых двумерный газ ведет себя как идеальный................. 178
103. Более тяжелые газы................ 180
104. Анизотропные молекулы; ориентация........ 181
105. Расчет критической температуры для азота в двумерном состоянии................... 184
106. Влияние ориентации молекул на критическую температуру двумерного состояния............ '186
107. Диполи и критическая температура двумерного состояния ....................... 1°'
108. Дальнейшее изучение явления двумерной конденсации ....................... 19°
109. Влияние температуры на двумерную конденсацию . . I96 ЦО. Влияние природы адсорбента.............202
Глава VIII. Изотерма адсорбции при наличии двумерной
конденсации.................. 204
111. Изотерма адсорбции при действии вандерваальсовых
сил притяжения................... 204
112. Выбор з0...................... 206
113. Связь между уравнением изотермы адсорбции Лэнгмюра и уравнениями состояния........... 209
114. Приведенная форма уравнения изотермы адсорбции
и константы этого уравнения............ 214
115. Кривые, отвечающие уравнению (59)........ 216
116. Давление, при котором происходит двумерная конденсация ........................ 220
117. Сочетание адсорбционного и межмолекулярного взаимодействий ...................... 222
118. Критические явления................ 224
119. Несколько примеров, относящихся к двумерной конденсации адсорбированных веществ......... 226
120. Сложные поверхности................ 228
121.. Сравнение с опытными данными . ......... 232
122. Постепенное изменение адсорбционного взаимодействия....................... 233
123. Изменение теплоты адсорбции и двумерная критическая температура.................. 235
Глава IX. Полимолекулярная адсорбция и конденсация . . 239
124. Силы, действующие на поверхности первого монослоя 239
125. Второй, третий и последующие адсорбционные слои 241
126. Полимолекулярная адсорбция на слое, находящемся
при температуре выше критической......... 243
127. Влияние ориентации молекул............ 246
128. Ступенчатая адсорбция на неоднородных поверхностях 248
129. Влияние капилляров................. 250
130. Уравнение, предложенное для описания полимолекулярной адсорбции.................. 253
131. Структура полимолекулярного слоя......... 255
132. Физическая модель полимолекулярной адсорбции . . . 259
133. Рост кристаллов................... 262
134. Образование зародышей кристаллизации ....... 264
135. Двумерное пересыщение............... 266
136. Явления гистерезиса при адсорбции......... 267
Глава X. Некоторые явления, обусловленные капиллярами ........................ 268
137. Скорость диффузии в капиллярах.......... 268
138. Диффузия, происходящая за счет поверхностной подвижности ...................... 270
139. Набухание и двумерное давление.......... 274
140. Проникновение молекул в адсорбент......... 275
141. Гистерезис, обусловленный явлением набухания . . . 276
142. Активированная адсорбция............. 276
143. Заключительные замечания............. 276
Литература....................... 281
Цена: 150руб.
