АДСОРБЦИЯ 6.1 Физическая и химическая адсорбция

Адсорбция - как явление сопровождает двухфазные многокомпонентные системы.

Адсорбция - (ad - на, sorbeo - поглощаю, лат.).

Абсорбция - (ab - в, " " " ).

Адсорбция имеет место на границах раздела: газ - тв. тело, жидкость - тв. тело, газ - жидкость, в отсутствии химического взаимодействия и растворения.

Абсорбция наблюдается на границе раздела газ - жидкость и сопровождается растворением газа в объёме жидкости с последующим химическим взаимодействием или без него.

Теплота адсорбции всегда отрицательна, так как и

отрицательны при самопроизвольной адсорбции. Все адсорбционные процессы экзотермичны.

Адсорбция характеризуется величиной

т. е. числом частиц, адсорбированных на единицу поверхности s. Твёрдые адсорбенты обладают развитой поверхностью, величина которой может достигать 2000 м²/г. Если поверхность адсорбента неизвестна, то количество поглощённого газа относят к 1 см³ или к 1г адсорбента. Зависимость или при постоянной температуре называется

изотермой адсорбции.

Различают два вида адсорбции - физическая и химическая адсорбция. Физическая адсорбция вызвана Ван - дер - ваальсовыми силами взаимодействия между молекулами адсорбата и адсорбента. Эти силы невелики и поэтому теплота физической адсорбции составляет ~ 10 - 30 кДж/моль. Химическая адсорбция, или хемосорбция, обязана химической связи, возникающей между адсорбатом и адсорбентом. При этом образуются поверхностные соединения. Теплота хемосорбции составляет ~ 100 — 400 кДж/моль, а сам процесс хемосорбции носит активационный характер. Молекулы адсорбата и адсорбента должны обладать энергией, которая превышает некоторое пороговое значение (энергия активации). Энергетические характеристики этих двух видов адсорбции и обуславливают их основные отличия (см таблицу 6.1.).

Физическая адсорбция неспецифична и ряд по адсорбируемости сохраняется на любом адсорбенте. Он связан с силами взаимодействия. Чем выше взаимодействие молекул адсорбата друг с другом, тем выше их нормальная точка кипения и тем больше величина (см. таблицу 6.2).

Таблица 6.1. Основные различия между физической и химической адсорбцией.

Таблица 6.2. Объёмы газов, адсорбируемых на 1г активированного угля при 15оС.

( приведены к давлению р = 1 атм.)