Общая характеристика сорбционных явлений.

Опыт показывает, что чем выше степень дисперсности данного тела, тем

большее количество частиц другого тела оно может по­глотить своей поверхностью. Процесс самопроизвольного сгущения растворенного или парообразного вещества (газа) на поверхности твердого тела или жидкости носит название сорбции. Поглощающее вещество носит название сорбента, а поглощаемое — сорбтива. Процесс, обратный сорбции, называется десорбцией. В зависимости от того, насколько глубоко проникают частицы сорбтива в сорбент, все сорбционные процессы подразделяются на адсорбцию, когда вещество поглощается на поверхности тела, и абсорбцию, когда вещество поглощается всем объемом тела. В зависимости от харак­тера взаимодействия частиц сорбента и сорбтива сорбция бывает физическая (взаимодействие проявляется силами когезии и адге­зии, т. е. силами Ван-дер-Ваальса) и химическая, или, как ее еще называют, хемосорбция (когда происходит химическое взаимодей­ствие). В свою очередь химическая сорбция подразделяется на аб­сорбционную и адсорбционную.

Между физической сорбцией, хемосорбцией и типичной химиче­ской реакцией очень трудно провести четкие границы, поэтому та­кое деление имеет лишь условный характер.

Особое положение занимает сорбционный процесс, называемый капиллярной конденсацией. Сущность этого процесса заключается не только в поглощении, но и в конденсации твердым пористым сорбентом, например активированным углем, газов и паров. Ка­пиллярная конденсация в первую очередь наблюдается у легко сжижаемых газов.

Из всех перечисленных выше сорбционных явлений наибольшее значение для практики имеет адсорбция.

Абсорбция—это сорбция газа за счет его проникновения (диф­фузии) в массу сорбента. По существу, она представляет собой процесс растворения одного вещества (абсорбтива) в другом (аб­сорбента). Распределение вещества между фазами подчиняется закону Генри, известному из физической химии. Абсорбционные процессы в настоящее время широко применяются в промышлен­ности. Так, получение соляной кислоты в заводских условиях цели­ком основано на абсорбции хлористого водорода водой. На явле­ниях абсорбции основаны также разделение газовых смесей, очист­ка их от различных вредных примесей, улавливание ценной состав­ной части газовой смеси и т. п.

Хемосорбция представляет собой наиболее глубокое взаимодействие поглощаемого вещества и поглотителя с образованием нового химического вещества. В качестве примера хемосорбции можно указать на поглощение оксида углерода (IV) или оксида серы (IV) натронной известью [смесь NaOH и Са(ОН)₂], которая, поглощая их, химически взаимодействует с ними.

Хемосорбцию легко можно отличить от физической абсорбции и адсорбции по значительно большему количеству выделяющейся при хемосорбции теплоты,

вполне соизмеримой с теплотами образования химических соеди­нений.

Капиллярная конденсация — процесс конденсации парообраз­ных сорбтивов в порах твердого сорбента. Конденсация зависит от температуры, упругости пара, диаметра капилляров, а также сма­чиваемости поверхности твердого сорбента сорбтивом в жидком состоянии. Чем уже капилляры и чем лучше жидкость смачивает их стенки, тем при прочих равных условиях скорее происходит на­сыщение паров и их конденсация.