Коллоидная химия | страница 13

где

- молярная концентрация i-го компонента соответственно в поверхностном слое и в объеме фазы, - объем поверхностного слоя, который принято считать двухмерным и равным 1 - площадь поверхностного слоя.

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

адсорбцию характеризуют величиной , называемой абсолютной адсорбцией.

где

- количество вещества в поверхностном слое.

3. Удельная адсорбция.

В тех случаях, когда измерить площадь поверхности трудно, количество i-гo компонента (или его массу

) относят к массе адсорбента m, используя величину удельной адсорбции :

Если адсорбтивом является газ, вместо его количества (моль) или массы (кг) применяют его объем, исходя из того, что при нормальных условиях (0С, 1 атм) 1 моль любого газа занимает объем, равный 22,4 . Тогда удельная адсорбция измеряется .

Если > 0, адсорбцию называют положительной (в дальнейшем термином "адсорбция" будем называть именно положительную адсорбцию), если < 0, то имеет место отрицательная адсорбция.

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:

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:

так как увеличивается скорость десорбции.

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: