Kapilláris kondenzáció

A kapilláris kondenzáció a gőz cseppfolyósítása a kapillárisokban , szilárd anyagok repedéseiben vagy pórusaiban . A kapilláris kondenzáció oka az adszorbensben lévő kis pórusok jelenléte. Az adszorbált gőzök az ilyen pórusokban a telített gőznyomásnál alacsonyabb nyomáson kondenzálódnak egy sík felületen a kapillárisokban homorú meniszkuszok képződése miatt . Ezeknek a meniszkuszoknak a megjelenését a kapilláris falán a páraadszorpció következtében kialakult folyadékrétegek összeolvadásának eredményeként kell ábrázolni . A homorú meniszkusz megjelenése csak akkor lehetséges, ha a képződött folyadék megnedvesíti a kapilláris falát.

A kondenzáció jelensége különbözik a fizikai adszorpciótól. A kapilláris kondenzáció elemi elmélete nem veszi figyelembe a felületi erők fajlagos hatását. Az adszorpció sík felületeken történhet, míg a kapilláris kondenzáció ilyen körülmények között lehetetlen.

A kapilláris kondenzációs izotermák kiszámításához modellrendszereket használnak - rácsrendszereket, megfelelő alakú részecskék csomagolását. Gyakrabban kapilláris kondenzációs egyenleteket használnak az inverz probléma megoldására, vagyis a pórustér geometriájára vonatkozó modellelgondolások segítségével, izotermák alapján határozzák meg a pórusméreteket és azok méreteloszlását. A kapilláris kondenzáció nem csak folyadék-gőz rendszerekben figyelhető meg, hanem fagyos porózus testekben is, a pórusok belső felületén nem fagyos víz közbenső rétegek jelenlétében.

A kapilláris kondenzáció fontos szerepet játszik a száradási folyamatokban , a talajok és más porózus anyagok nedvességmegtartásában. A negatív kapilláris nyomás képes összetartani a folyadékkal megnedvesített részecskéket, ami szilárdságot biztosít az ilyen szerkezeteknek. Nem kohéziós porózus testek esetén lehetséges a térfogati deformációjuk kapilláris erők hatására - az úgynevezett kapilláris összehúzódás . A kapilláris kondenzáció a porrészecskék szilárd felületekre tapadását, a porózus testek tönkremenetelét okozhatja, amikor a kondenzált folyadék megfagy a pórusokban. A kapilláris kondenzáció hatásának csökkentése érdekében a porózus testek felületének liofobizálását alkalmazzák.

Irodalom