АДСОРБЦИЯ РАСТВОРЕННОГО В ЖИДКОСТИ ВЕЩЕСТВА НА ТВЕРДОМ АДСОРБЕНТЕ

Адсорбция на границе разделf, «твердое тело-жидкость» – это самопроизвольное концентрирование растворенного вещества вблизи поверхности твердого адсорбента.

При рассмотрении адсорбции из растворов на твердом адсорбенте, также как при исследовании адсорбции на границе раздела «жидкий раствор–газ», необходимо учитывать все межмолекулярные взаимодействия в растворе: между молекулами растворителя, между растворенным веществом и растворителем, между растворенными веществами. В то же время необходимо учитывать сложное строение поверхности твердого тела, его силовое поле, что, как вы понимаете, не так-то просто.

Пока не существует единой теории процессов адсорбции на твердых адсорбентах. Нет единого мнения, на что больше похожа адсорбция растворенного вещества на твердых адсорбентах – на адсорбцию газа на твердых телах или на адсорбцию растворенного вещества на поверхности раствора. Одни исследователи считают, что адсорбция растворенного вещества на твердом адсорбенте подчиняется тем же законам, что и адсорбция газов. Другие – что закономерности адсорбции на границе «твердое тело-раствор» ближе к адсорбции на границе «раствор–газ». Так как в обоих случаях решающее значение имеет взаимодействие между молекулами в жидкой фазе, поиски общих закономерностей должны основываться на теории жидкого состояния. Пока единой теории адсорбции не создано и используется аппарат как той, так и другой адсорбции.

Явления адсорбции из жидких растворов на твердых адсорбентах многообразны и классифицируются обычно в зависимости от природы адсорбтива: молекулярная адсорбция; ионная адсорбция; адсорбция коллоидных частиц.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ АДСОРБЦИЯ ИЗ РАСТВОРОВ

Молекулярная адсорбция – адсорбция из растворов неэлектролитов или слабых электролитов. В этих случаях растворенные вещества адсорбируются на поверхности твердого тела в виде молекул.

Особенность такой адсорбции состоит в том, что наряду с растворенным веществом адсорбируются молекулы растворителя. Активные центры на поверхности твердого тела в той или иной степени заняты молекулами растворителя, для адсорбции растворенного вещества его молекулы должны вытеснить с поверхности молекулы растворителя.

Экспериментально адсорбцию растворенных веществ на твердом адсорбенте а изучают, измеряя молярную концентрацию раствора до контакта с адсорбентом (с₀) и после наступления адсорбционного равновесия (c_S):

моль/г, (5.1)

где а – количество адсорбированного вещества, приходящееся на 1 г адсорбента; m – масса адсорбента, г; V – объем раствора, из которого идет адсорбция, дм³.

Факторы, влияющие на молекулярную адсорбцию:

• равновесная концентрация растворенного вещества

• природа растворителя;

• природа адсорбента;

• природа растворенного вещества;

• температура, время адсорбции.