5.9. Капиллярные явления. Формула Жюрена
Следствием адсорбционного взаимодействия жидкости с пористыми телами являются капиллярные явления. Возникают в случаях когда расстояние между стенками капилляров соизмеримы с радиусом кривизны поверхности жидкости. В зависимости от характера взаимодействия жидкости и поверхности твёрдого тела могут быть 3 варианта развития события:
1. поверхность твёрдого тела лиофильная (смачиваемая)
2. поверхность твёрдого тела лиофобная (не смачиваемая)
3. поверхность твёрдого тела индеферентная (h=0)
;
В равновесии 
; 
;
r – радиус кривизны мениска, трудно определяем,
-
плотности,
т.к. прямые углы имеет общий угол α, то угол Ө равен углу между r и rо (Ө)
, отсюда
; Ө
- угол смачивания
Пропитка бумаги, тканей, почвы, дерева, кровь в капиллярах.
Конденсация пара в конусообразных и цилиндрических тупиковых порах начинается с концов из-за наибольшей кривизны той поверхности. Далее r кривизны увеличивается, давление конденсата нужно больше. Десорбция в этих типах пор идет по этому же пути, только в обратном направлении. Конденсация в цилиндрических открытых порах начинается со стенок капилляров из-за их большой кривизны. При этом уменьшение rпор и заполнение далее происходит мгновенно. На концах образуются мениски.
Десорбция начинается с концов, т.к. из-за радиуса кривизны давление здесь необходимо меньшее, т.е. путь десорбции процесса отличается от пути адсорбционного. Возникает петля капилляр – конденсат – гистерезис. Т.к. в реальных телах есть все виды пор, реальные изотермы имеют гистерезис.
5.10 Адсорбция на пористых телах.
При адсорбции на пористых телах имеет место механизм капиллярной конденсации. Вспомним уравнение капиллярной конденсации Кельвина:
или 
.
С увеличением давления пара конденсатом заполняются все крупные поры, размеры радиусов менисков, которых соответствует уравнению Кельвина. Если имеет место смачивание и обеспечивается вогнутый мениск, конденсация наступает при Р<PS, т.е. при P/PS<1.
Десорбция же может начинаться при другом равновесном давлении. Из-за этого возникает петля капилляр – конденсат – гистерезис. Особенно это характерно для переходно-пористых тел. Смоделируем это на примере . Возьмем 3 вида типичных пор (конусообразных, цилиндрических тупиковых, цилиндрических открытых).
5.11 Адсорбция на микропористых телах.
К адсорбции в микропорах не применимы:
1)Теория капиллярной конденсации, т.к. в связи с сопоставимыми размерами диаметров пор и диаметров молекул искажается профиль мениска из-за перекрытия полей поверхностных сил противоположных стенок капилляра.
2)Теория БЭТ, из-за преобладающего взаимодействия молекул с поверхностью, а не между собой.
3)Теория Ленгмюра, из-за образования полимолекулярных слоев
Для микропористых тел более важен объем пор, а не геометрия поверхности. При адсорбции происходит объемное заполнение пор. Гистерезис отсутствует. Очень выражена избирательность в виде ситового эффекта.
Количественно объемное заполнение пор объясняется теорией Поляни. В ее основу положена теория полимолекулярной адсорбции. Замеру интенсивности адсорбционного взаимодействия принят адсорбционный потенциал, он представляет из себя работу переноса 1 моля газа с поверхности жидкого адсорбата в равновесную газовую фазу.
Зависимость между адсорбционным потенциалом и объемом пор называется потенциальной характеристической кривой адсорбции.
,
где
Ао – мах адсорбция,
Е – характеристическая энергия адсорбции.
n=1÷6 (от структурных искажений)