КАПІЛЯРНА КОНДЕНСАЦІЯ

КАПІЛЯРНА КОНДЕНСАЦІЯ (лат. capillaries — волосяний + condensare — згущувати) — явище зрідження пари (газу) в порах і вузьких каналах твердих сорбентів. К.к. може відбуватися за таких умов: сорбент повинен бути пористим; температура має бути нижчою за критичну для даної пари (газу), щоб була можливою конденсація; рідина, що утворюється внаслідок К.к., повинна змочувати стінки каналів і пор сорбенту (інакше не буде утворюватись увігнутий меніск). Конденсація пари (газу) проходитиме тим легше, чим нижчий тиск насиченої пари р0. Кількісне співвідношення між тисками насиченої пари над увігнутою (рr) і плоскою (р0) поверхнями виражається рівнянням Томсона (Кельвіна):

kapilyarna kondensaciya 1.eps, (1)

де σ — поверхневий (міжфазний) натяг; Vm — мольний об’єм рідини; r — радіус кривизни; R — універсальна газова стала; Т — абсолютна температура.

Тобто, згідно з рівнянням (1), конденсація пари (газу) починатиметься в капілярі з увігнутим меніском за умов рr /р0 < 1 (або pr < p0), r < 0.

kapilyarna kondensaciya 2.eps

Рисунок. Ізотерма адсорбції, ускладнена капілярною конденсацією: 1 і 2 — криві адсорбції (конденсації пари) і десорбції (випаровування рідини) відповідно; рк — тиск, при якому починається капілярна конденсація

Наявність К.к. ускладнює перебіг процесу адсорбції (див. Адсорбція). У цьому разі на ізотермах адсорбції A = f(p) часто спостерігається сорбційний гістерезис при р > р0 (рисунок). Таким чином, десорбція проходить при нижчому тиску порівняно з адсорбцією, що свідчить про стабільний характер процесу і дозволяє добувати рідину з капілярів при нижчому тиску, ніж проходить її заповнення. Ізотерми А = f(p) широко використовують при дослідженні пористої структури сорбентів і каталізаторів (для побудови структурних кривих і визначення найбільш імовірного радіуса пор і капілярів).

Явище К.к. застосовують у хімічній та фармацевтичній промисловості для рекуперації летких розчинників і цінних речовин.

Фізична і колоїдна хімія / В.І. Кабачний, Л.К. Осіпенко, Л.Д. Грицан та ін. — Х., 1999; Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. — СПб., 1995; Химическая энциклопедия. — М., 1990. — Т. 2.