![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Общие положения, Классификация
Адсорбцией называется самопроизвольное изменение концентрации компонента в поверхностном слое по сравнению с его концентрацией в объеме фазы. Более плотную фазу (определяющую форму поверхности) принято называть адсорбентом, вещество, молекулы которого могут адсорбироваться – адсорбтивом, уже адсорбированное вещество – адсорбатом. Процесс, обратный адсорбции, называют десорбцией.
КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АДСОРБЦИИ
Для количественного описания адсорбции применяют три величины. 1. Избыточная, или гиббсовская адсорбция (Гi). Это избыток i-го компонента в поверхностном слое по сравнению с его количеством в объеме фазы, приходящийся на единицу площади поверхности.
где Учитывая, что молярная концентрация, умноженная на объем, – это количество вещества,
2. Абсолютная адсорбция. В тех случаях, когда способность вещества к адсорбции резко выражена, и вследствие этого
где 3. Удельная адсорбция. В тех случаях, когда измерить площадь поверхности S1, 2 трудно, количество i-го компонента
Если адсорбтивом является газ, вместо его количества (моль) или массы (кг) применяют его объем, исходя из того, что при нормальных условиях (0°С, 1 атм) 1 моль любого газа занимает объем, равный 22, 4 дм3. Тогда удельная адсорбция измеряется дм3/кг. Если Гi, Аi,
КЛАССИФИКАЦИЯ АДСОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
В зависимости от природы адсорбционных сил, адсорбция может быть физической и химической. Физическая адсорбция обусловлена силами межмолекулярного взаимодействия. Вы помните, что если молекулы полярны, возникают ориентационное, индукционное и дисперсионное взаимодействия. В случае неполярных молекул возможны только дисперсионные взаимодействия. Особенности физической адсорбции: 1. Обратимость. Имеет место динамическое равновесие: Сорбция Десорбция обусловлена тепловым движением. Например, при адсорбции уксусной кислоты на угле на поверхности возникает адсорбционный комплекс:
При десорбции комплекс разрушается и адсорбтив выделяется в химически неизменном виде. 2. Малая специфичность. На полярных адсорбентах адсорбируются полярные вещества, на неполярных – неполярные. 3. Незначительная теплота адсорбции (теплота, которая выделяется при адсорбции). Она составляет всего 8 – 40 кДж/моль, т. е. соизмерима с теплотой конденсации. 4. С повышением температуры адсорбция уменьшается: Химическая адсорбция (хемосорбция) возникает в результате химической реакции между адсорбтивом и адсорбентом с образованием нового поверхностного соединения. Процесс происходит только на поверхности адсорбента. Особенности химической адсорбции: 1. Необратимость. При десорбции с поверхности уходит поверхностное соединение. Десорбция обусловлена какими – то внешними воздействиями. Например, адсорбция кислорода на угле:
При нагревании происходит десорбция:
2. Специфичность. Адсорбция происходит, только если возможна химическая реакция. 3. Высокая теплота адсорбции, которая может достигать 800 – 1000 кДж/моль, т. е. сопоставима с тепловыми эффектами химических реакций. 4. Повышение температуры приводит к увеличению хемосорбции, так как увеличивается скорость химического взаимодействия.
В дальнейшем мы будем рассматривать только физическую адсорбцию и поэтому будем ее называть просто адсорбцией (рис. 2.2). Рис.2.2. Классификация в зависимости от агрегатного состояния адсорбента и адсорбтива.
|