Запрошуємо до співпраці виконавців курсових та дипломних робіт на взаємовигідних умовах.

Адсорбція

Адсорбція

Адсорбция (від латів. ad - на, при і sorbeo - поглинаю)поглинання до. -л. речовини з газоподібного середовища або розчину поверхневим шаром рідини або твердого тіла. Наприклад, якщо помістити у водний розчин оцетової кислоти шматочок вугілля, то відбудеться А. - кількість кислоти в розчині зменшиться, молекули кислоти концентруватимуться на поверхні вугілля. А. і абсорбция - поглинання в об'ємі тіла, об'єднуються загальним терміном сорбція. Явище А. стало вивчатися з 2-ої половини 18 в. (Шеєле, 1773), хоча поза сумнівом, що в практичній діяльності людства А. використовувалася з незапам'ятних часів. Учення про А. є частиною більш загальної теорії багатокомпонентних гетерогенних систем, основи якої закладені У. Гиббсом (1876). Явище А. тісно пов'язано з особливими властивостями речовини в поверхневому шарі. наприклад, молекули, лежачі на поверхні розділу фаз рідина - пара, втягуються всередину рідини, оскільки випробовують більше тяжіння з боку молекул, що знаходяться в об'ємі рідини, чим з боку молекул пари, концентрація яких у багато разів менше концентрації рідини. Це внутрішнє тяжіння примушує поверхню скорочуватися і кількісно характеризується поверхневим натягненням. З тієї ж причини молекули якого-небудь іншої речовини, поверхні, що опинилися поблизу, притягнуться до неї і відбудеться А. После А. внутрішнє тяжіння частково компенсується тяжінням з боку адсорбційного шару і поверхневе натягнення зменшується. Гіббс вивів формулу, що зв'язує значення А. із зміною поверхневого натягнення. Ті речовини, А. яких сильно зменшує поверхневе натягнення, прийнято називати поверхнево-активними.

Речовина, на поверхні якого відбувається А. , називається адсорбентом, а що поглинається з об'ємної фази - адсорбатом. Залежно від характеру взаємодії між молекулою адсорбата і адсорбентом А

прийнято підрозділяти на фізичну А. і хемосорбцію. Менш міцна фізична А. не супроводжується істотними змінами молекул адсорбата. Вона обумовлена силами міжмолекулярної взаємодії, які зв'язують молекули в рідинах і деяких кристалах і виявляються в поведінці сильно стислих газів. При хемосорбції молекули адсорбата і адсорбенту утворюють хімічні сполуки. Часто А. обумовлена і фізичними і хімічними силами, тому не існує чіткої межі між фізикою А. і хемосорбцією.

Фізично адсорбовані молекули більш менш вільно переміщаються по поверхні, при цьому їх властивості часто аналогічні властивостям дуже тонкого шару газу, т. з. двомірного газу. Вони можуть збиратися групами, утворюючи шар двомірної рідини або двомірного твердого тіла. Адсорбовані молекули рано чи пізно покидають поверхню - десорбуються. Час, протягом якого молекула знаходиться на поверхні, називається часом А. Времена А. можуть коливатися в дуже широких межах. Швидкістю А. (відповідно швидкістю десорбції) називається кількість молекул, що адсорбуються (або що десорбуються) за одиницю часу, обидва значення величин відносять до одиниці поверхні або маси адсорбенту. Швидкість хемосорбції, як і швидкість будь-якого хімічного процесу, найчастіше збільшується з підвищенням температури (т. з. активована А. , див. Хемосорбція). Якщо швидкості А. і десорбції рівні один одному, то говорять, що встановилося адсорбційна рівновага. В стані рівноваги кількість адсорбованих молекул залишається постійною скільки завгодно довго, якщо незмінні зовнішні умови (тиск, температура і ін. ).

Адсорбовані молекули не тільки здійснюють рух уздовж поверхні адсорбенту, але і коливаються, то наближаючись до поверхні, то віддаляючись від неї. Чим вище температура, тим інтенсивніше коливальний рух, а отже, більше вірогідність того, що в процесі таких коливань

1 2 3

Схожі роботи