Адсорбція – характеристики в хімії, умови і дифузія

Адсорбція – мимовільний процес на поверхні або в об’ємі твердого тіла. Вивчення цього процесу входить в шкільний курс хімії. Так що таке адсорбція, і які види адсорбентів існують?

Характеристики адсорбції

Адсорбція – концентрування речовин на поверхні або в об’ємі мікропор твердого тіла – адсорбенту. Поглинається речовина, що знаходиться в газовій і рідкій фазі, називається адсорбтивом, а після переходу його в адсорбована стан – адсорбатом.

Адсорбція є окремим випадком сорбції, а процес, зворотний адсорбції називається десорбція

Розрізняють фізичну адсорбцію і Хемосорбція. Процеси адсорбції вибагливі і звичайно оборотні. Завдяки їх оборотності можливе виділення поглинених речовин з адсорбентів (процес десорбції).

Фізична адсорбція викликається силами молекулярної взаємодії. Якщо ж має місце хімічна реакція адсорбата з адсорбентом, то цей процес називається хемосорбцией.
Більшість промислових адсорбентів мають внутрішню структуру, що включає пори різного розміру. Залежно від розміру пори поділяються на три типи:

  • мікропори, що мають розміри, співмірні з розмірами молекул (ефективні радіуси – радіуси еквівалентних модельних адсорбентів з циліндричними порами – складають переважно 0,5-1,0 нм, верхня межа 1,5 нм, сумарний обсяг мікропор промислових адсорбентів зазвичай не перевищує 0,5 см3 / г)
  • перехідні пори, іноді звані мезопорах (ефективні радіуси складають приблизно від 1,5 до 100-200 нм, питома поверхня – поверхня адсорбенту, віднесена до одиниці його маси, – 10-400 м2 / г)
  • макропори (ефективні радіуси більше 100-200 нм, питома поверхня 0,5-2 м2 / г, об’єм макропор у активованого вугілля – 0,2-0,8 см3 / г)

Всі адсорбенти відповідно до переважаючим розміром пір можна поділити на три класи: макропористі, перехіднопористі, мікропористі

Види промислових адсорбентів

До основних видів промислових адсорбентів ставляться активні вугілля, силікагель, активна окис алюмінію, цеоліти, природні глинисті породи, пористі скла.

Оскільки промислові адсорбенти відрізняються різноманітністю пористої структури, то це і визначає особливості механізму перенесення в пористому тілі. У великих порах, коли діаметр пір більше середньої довжини вільного пробігу молекул адсорбенту, переважним видом переносу є нормальна або об’ємна дифузія.

Активні вугілля – пористі вуглецеві адсорбенти. Їх отримують з торфу, бурого і кам’яного вугілля, антрациту, деревного матеріалу (дерева, деревного вугілля, тирси), відходів шкіряної промисловості, речовин тваринного походження. Вугілля, що відрізняються високою механічною міцністю виробляють з кокосової шкаралупи та інших горіхів, з кісточок плодів. Відмінні властивості активного вугілля – гидрофобность і горючість.

Силікагель – один з найбільш поширених мінеральних адсорбентів, що володіють добре розвиненою пористістю. Його основними перевагами є низька температура регенерації (110-200 градусів), низька собівартість при промисловому виробництві, висока механічна міцність. За своєю хімічною природою силікагель – це гідратований аморфний кремнезем (nSiO2 * mH2O). За зовнішнім виглядом це прозорі або матові, безбарвні або світло-коричневі тверді зерна.

Цеоліт – алюмосилікати, що містять в своєму складі оксиди лужних і лужноземельних металів, що відрізняються строго певною структурою пір, в умовах нормальної температури заповнені молекулами води. При нагріванні цеоліти виділяють воду, киплять.

Що ми дізналися?

У даній статті дається інформація про те, що таке адсорбція, розкривається суть понять «адсорбент», «адсорбтів», «адсорбат». Також наводиться докладний опис промислових адсорбентів.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Дихальний алкалоз