Силикагель, его получение, свойства, примение - Неймарк И.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 45. Ртутный затвор.
137'
на поверхность ртути, могут попасть в шлиф клапана/
и он плотно не закроется.
Манометр Мак-Леода состоит из баллончика, снабженного в верхней части капилляром. К отводной трубке, соединяющей манометр с измерительной частью установки, припаян боковой капилляр, предназначенный для сравнения высот столбиков ртути в капиллярах. Опускание и подъем ртути в манометре производят откачиванием воздуха из резервуара и впуском его.
Если известен объем баллончика и радиус капилляра, то можно рассчитать давление в установке по показаниям манометра Мак-Леода
я/"2 - -
где Р — давление, мм Н& г — радиус капилляра, мм; V — объем баллончика, см3; к — расстояние от мениска ртути в капилляре до верха капилляра в момент отсчета, когда уровень ртути в параллельном капилляре находится на высоте верха основного капилляра.
Калибровку манометра Мак-Леода производят еще до монтажа установки. Необходимо определить диаметр его капилляра и величину запираемого объема. Диаметр капилляра определяют по длине и весу залитого в него столбика ртути. Капилляры калибруются до их припайки к манометру.
Для измерения всего запираемого объема необходимо запаять конец манометра, ведущий к клапану. Затем манометр перевертывают нижним концом вверх, незапаянный конец капилляра погружают в ртуть, которая засасывается в запираемый объем при помощи вакуума, присоединенного к поднятому нижнему концу. Величина запираемого объема зависит от веса ртути, заполняющей пространство от неза-паянного конца капилляра до конца трубки. При запаивании конца капилляра длина его несколько уменьшается. Поправку на уменьшение объема можно внести, сделав на капилляре метку и измерив расстояние от метки до конца капилляра до и после запайки. Калибровку повторяют несколько раз.
Давления от 1 мм и выше измеряют 1)-образным манометром. Для избежания поправок на капиллярность оба колена манометра изготовляют из трубки диаметром 20— 25 мм. Манометр заполняют ртутью, поступающей из специального резервуара.
138
Кварцевая спираль из плавленного кварца отличается тем, что ее растяжение подчиняется закону Гука в весьма большом интервале нагрузок, не давая никаких остаточных деформаций после снятия нагрузки. Благодаря этому имеется возможность непосредственного измерения любой неизвестной нагрузки предварительно прокалиброванной спирали посредством определения линейного удлинения или укорачивания пружины. Техника изготовления кварцевой спирали описана в [292].
Чашечки для навесок адсорбента изготовляют из тонкостенного стекла. На боковой поверхности обычной пробирки выдувают несколько пузырьков, которые при помощи острого пламени делают плоскодонными. Затем пузырьки срезают раскаленной платиновой проволокой и к ним припаивают ручку из стеклянной нити, заканчивающуюся крючком.
Для данного пара и единицы массы адсорбента количество адсорбированного вещества является функцией только равновесного давления и температуры. Количество поглощенных паров выражается обычно в миллимолях на один грамм исследуемого адсорбента.
Для нанесения каждой точки изотермы необходимо знать: относительное давление пара в момент равновесия, общее количество адсорбированного пара к моменту достижения этого равновесия, навеску адсорбента после удаления из нее всех летучих примесей.
Перед тем как приступить к снятию изотермы кварцевые спирали тшательно калибруют. Жидкость, пар которой служит адсорбатом, предварительно очищают, сушат и заливают в пробирку вакуумной установки. Для снижения упругости пара над жидкостью пробирку погружают в охладительную смесь. Температура охлаждающей среды должна быть выше температуры замерзания взятой жидкости. Доводить жидкость до замерзания не рекомендуется, так как изменение удельного объема вещества при замерзании может привести к разрыву ампулы. Когда жидкость охлаждена, откачивают воздух из пробирки.
После подвода определенного количества пара к адсорбенту ампулу с веществом отделяют ртутным затвором и в таком положении навеску выдерживают до наступления равновесия. Зафиксировав равновесие (о чем судят по прекращению растяжения спирали), производят отсчет положения спирали и давления. Далее таким же образом в
139
адсорбционную часть вводят вторую порцию пара, затем третью и т. д., вплоть до насыщения ими адсорбента при данной температуре, т. е. до относительного давления Р/Р5 — 1. Затем производят десорбцию, при которой последовательно небольшими порциями адсорбированный пар из образцов удаляют.
Количество адсорбированного пара в ммоль/г определяют из соотношения
где к — чувствительность спирали (мг/деление); Ь — удлинение спирали (число делений); М — молекулярный вес адсорбируемого вещества; т — навеска адсорбента.
Чувствительность спирали и навеску адсорбента (50— 100 мг) подбирают с учетом предполагаемой адсорбционной активности силикагеля. Растяжение пружины измеряют катетометром.
Адсорбционные методы определения удельной поверхности адсорбентов
Длительное время не было надежных методов измерения удельной поверхности пористых тел. Некоторые исследователи [293—294] предлагали оценивать величину адсорбирующей поверхности сорбентов по теплоте смачивания органическими жидкостями, по предельной адсорбции различных красителей и спиртов из водных растворов [295— 297], основываясь на представлении об образовании мономолекулярного слоя на поверхности адсорбента. Однако Киселев и его сотрудники [298] показали, что само представление о мономолекулярном строении адсорбционного слоя в случае адсорбции из растворов является неверным. Надо полагать, что полученные указанными методами значения не дают правильной оценки величин удельной поверхности пористых тел.
