Page 107 - 130

107

Якщо циліндрична пора таких же розмірів має обидва відкриті кінці (рис. 3.21,
в), то утворюється не сферичний, а циліндричний меніск. Конденсація
починається на стінках циліндричної пори, що має кривизну в два рази меншу,
ніж сфера цього ж радіуса. Тому заповнення пори відбувається при більшому
тиску пари у відповідності з вищенаведеним рівнянням Кельвіна для
циліндричного меніска. Конденсація на стінках циліндричної пори зменшує
діаметр пори, що призводить до її моментального заповнення при тиску p , що
відповідає початку конденсації пари. Ізотерма в адсорбційному напрямку буде
вертикальною. На відкритих кінцях пори утворюються сферичні меніски
рідини, що відповідають p сф  p . Десорбція може початися тільки при тиску,
ц
що відповідає радіусам кривизни цих менісків. Таким чином, випорожнення
капіляра відбувається при меншому тиску, ніж його заповнення. Цим
пояснюється поява петлі капілярно-конденсаційного гістерезису. Капілярно-
конденсаційний гістерезис часто зумовлений також і кінетичними причинами.
Наприклад, він може бути пов’язаний з проявами гістерезису змочування. Суха
поверхня капіляра з адсорбованим повітрям гірше змочується водою і тому для
заповнення пор потрібний тиск пари дещо більший від рівноважного. При
десорбції випаровування відбувається з пор, повністю змочених рідиною.
Завдяки відсутності адсорбованого
повітря кут змочування буде меншим і
відповідно меншим буде тиск пари при
тому ж ступені заповнення пор.
В адсорбентах глобулярної
структури пори мають складну форму зі
звуженнями в місцях контактів глобул,
розширеннями в середній частині і
горлами (вікнами), які ведуть від однієї
“елементарної пори” до іншої. На рис.
3.22 показана схема такої пори при
кількості контактів однакових глобул 6.
В конусоподібних частинах пори
Рисунок 3.22 − Схема пори,
утвореної правильним капілярна конденсація починається
упакуванням сферичних зворотно, як у випадку конусоподібних
частинок рівних розмірів з пор (рис.3.21, а). Однак, пересуваючись
числом контактів 6 до горла такої пори, меніски при їх злитті
одні з одним утворюють в цих горлах меніски кільцеподібної (приблизно
циліндричної) форми. Ці горла разом з більш широкими просторами між
глобулами при тиску p , близькому до p меніска в горлі, заповнюються
ц
стрибком подібно до циліндричної пори з відкритими двома кінцями. При
десорбції в горлах пор між глобулами утворюються меніски сферичної форми,
котрі прориваються лише при тиску p сф  p . Це призводить до петлі
ц
гістерезису (див. рис. 3.21, в).
В реальних умовах капілярна конденсація накладається на адсорбцію.
Полімолекулярна адсорбція призводить до звуження горла пор так, що навіть у