Адсорбція

Ще наприкінці XVIII століття було відомо, що на поверхні твердих тіл здатні поглинатися гази, пари і розчинені речовини. Явище це носить загальну назву адсорбції. Особливо часто доводиться зустрічатися з адсорбцією парів води, більшою чи меншою мірою поглинаються поверхнею всіх предметів, що знаходяться в зіткненні з повітрям. Така адсорбована або, як її іноді називають гігроскопічна, вода суттєво впливає на деякі властивості самих поглинаючих речовин, і тому з нею доводиться рахуватися при багатьох виробничих процесах.

Одним з речовин з найбільш сильно розвиненою здатністю до адсорбції, тобто поглинанню на поверхні, є деревне вугілля. Обробка перегрітою парою при високій температурі сильно підвищує його адсорбційні якості, і такий активоване вугілля став найважливішою складовою частиною основного засобу захисту дихальних шляхів від отруйних речовин – протигаза. При проходженні через коробку останнього шкідливі речовини затримуються на поверхні вугілля і таким чином в дихальні шляхи надходить уже звільнений від них повітря. Походження адсорбційної здатності можна з’ясувати на основі рис. 99. У будь-якого твердого тіла окремі його частки (атоми, молекули або іони) розташовані у відомому порядку. При цьому частка всередині тіла знаходиться в інших умовах, ніж розташована на його поверхні. Дійсно, частка А оточена іншими такими ж частками рівномірно з усіх боків.
Її зовнішнє силове поле, отже, з усіх боків однаково компенсовано подібними ж полями сусідніх частинок. В іншому положенні знаходиться частинка А, так як її полі з зовнішньої сторони не компенсовано. Тому на поверхні залишається вільний силове поле, за рахунок якого до твердого тіла і можуть притягатися частинки тих чи інших речовин з дотичного з ним газу або розчину.

Сила адсорбційного поля і його характер визначаються природою даного адсорбенту (поглинача) і розташуванням часток на його поверхні. Крім того, адсорбційна здатність залежить і від величини поверхні. Тому зрозуміло, що окремі адсорбенти можуть дуже сильно відрізнятися один від одного за своєю поглинальної здатності як кількісно, так і якісно.

2) Іноді слідом за адсорбцією може відбуватися розчинення адсорбованого речовини в поглиначі, тобто перехід його з поверхні всередину останнього (абсорбція). Саме так, мабуть, протікає поглинання водню металевим паладієм. Розглянутий в сукупності процес адсорбції і абсорбції носить загальну назву сорбції, а зворотне виділення сорбованої речовини в навколишнє середовище – десорбції.

3) Особливим випадком адсорбції з розчинів є поглинання поверхнею побудованого за іонним типом осаду одних іонів переважно перед іншими. При цьому зазвичай дотримується загальне правило, згідно з яким переважно адсорбуються такі іони, які утворюють малорастворимое (або малодисоційованих) з’єднання з протилежно зарядженим іоном самого осаду.

Особливо часто доводиться зустрічатися з поглинанням поверхнею осаду тих іонів, які входять в його власний склад. Якщо, наприклад, виробляти осадження AgNO3 надлишком розчину НСl, то осадом AgCl поглинаються переважно іони Сl’. Навпаки, при осадженні НСl надлишком AgNO3 на AgCl адсорбуються переважно іони Ag +.

Практичне значення адсорбційних явищ дуже велике. Протигази тієї або іншої конструкції широко застосовуються при роботі в різних шкідливих виробництвах. Адсорбція безпосередньо використовується при виробленні цукру (для його очищення), в нафтовій промисловості (для уловлювання бензину з природних газів) і т. д. Адсорбційні процеси лежать в основі фарбування тканин, дублення шкір і т. д.

Адсорбція відіграє основну роль при протіканні багатьох каталітичних реакцій і в хімії колоїдних розчинів. На ній засновані також деякі методи аналітичної хімії. Так, найкраща реакція відкриття вільного йоду – синє забарвлення їм крохмалю – обумовлена утворенням адсорбційного з’єднання. Дуже велике значення придбав в даний час т. зв., Хроматографічний метод розділення речовин, заснований на різному поглинанні адсорбентом окремих складових частин вихідної суміші.

Посилання на основну публікацію