Дисперсионный анализ.
Страница 4

Пример изотермы адсорбции для поверхностно-активного ве­щества показан на рис. 96. Как видно, с увеличением концентра­ции раствора Г достигает предельного значения, когда весь поверхностный слой занят молекулами ПАВ, вытеснившими моле­кулы растворителя. В таких насыщенных мономолекулярных по­верхностных слоях молекулы ПАВ правильно ориентированы — своей полярной группой к полярной фазе (например, воде), а не­полярным углеводородным радикалом—к неполярной фазе (на­пример, воздуху), образуя подобие частокола.

Аналогично изменяется пограничное натяжение и происходит адсорбция третьего компонента на границе двух несмешивающнх-ся жидкостей.

Адсорбция газов и паров на поверхности твердых тел также происходит в результате уменьшения свободной поверхностной энергии. Ввиду трудности измерения поверхностного натяжения твердых тел, об адсорбции на них судят, непосредственно опре­деляя количество адсорбированного вещества. Последнее тем больше, чем больше поверхность адсорбента. Поэтому для осу­ществления адсорбционных процессов весьма важно создание вы-сокопористых адсорбентов с развитой внутренней поверхностью, которую характеризуют удельной поверхностью, т. е. поверхностью, приходящейся на 1 г сорбента. Важнейшими пористыми сорбен­тами являются активный уголь и силикагель. Поглощающая способность угля подмечена еще в XVIII веке. Однако лишь в 1915 г. Н. Д. Зелинский* разработал способ получения актив­ных углей, предложив их в качестве универсальных поглотите­лей отравляющих веществ, и совместно с Э. Л. Кумантом скон­струировал угольный противогаз с резиновой маской. Один из первых способов активирования древесного угля состоял в обра­ботке его перегретым паром для удаления смолистых веществ, об­разующихся при сухой перегонке древесины и заполняющих поры в обычном угле. Современные методы получения и исследования активных углей в нашей стране разработаны М. М. Дубининым. Удельная поверхность активных углей достигает 1000 м2 на грамм. Активный уголь является гидрофобным адсорбентом, плохо по­глощает пары воды и очень хорошо — углеводороды.

Для поглощения паров воды широко применяют гидрофильный адсорбент, представляющий собой аэрогель обезвоженной крем­ниевой кислоты и получивший название силикагеля. Промыш­ленность изготовляет ряд марок силикагеля с различным размером и распределением пор.

В отличие от поверхности жидкостей, не все точки поверхностей твердых тел равноценны в отношении их адсорбционной способ­ности. При малых концентрациях газов адсорбция происходит мо-номолекулярно по наиболее активным участкам адсорбента—его «активным центрам», представляющим собой отдельные атомы или группы атомов поверхности, силовое поле которых наименее насы­щено. При адсорбции газов, находящихся при температурах ниже их критической температуры, мономолекулярная адсорбция с уве­личением давления может переходить в полимолекулярпую.

Повышение температуры и понижение давления приводят к де­сорбции газов и паров. Вследствие этого сорбцнонно-десорбциои-гью методы широко применяют в промышленности для извлечения различных веществ из воздушной среды, а также для разделения газов и наров.

При адсорбции растворенных веществ из растворов на твердых адсорбентах всегда, в той или иной степени, происходит также адсорбция растворителей. Поэтому адсорбция из растворов носит конкурентный характер между поглощением растворенных веществ и растворителя. Адсорбироваться могут как растворенные неэлек­тролиты, так и электролиты. В связи с этим различают молекуляр­ную и ионную адсорбцию из растворов.

С целью уменьшения адсорбции растворителя при молекуляр­ной сорбции из водных растворов обычно применяют гидрофобный адсорбент—активный уголь, а при сорбции из неполярных раство­рителей (углеводородов) гидрофильный адсорбент—силикагель. Адсорбция протекает по активным центрам адсорбента, часто мо-номолекулярно и высокоизбирательно. Изотермы молекулярной адсорбции из растворов, так же как газов и паров, имеют вид кривой, приведенной на рис. 96. Десорбцию, осуществляемую с по­мощью жидкостей, обычно называют элюцией, а жидкости или растворы, применяемые для этих целей, элюентами.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Смотрите также

Белки молока, строение и функции
В жизни человека наиболее важную роль играет питание. Оно определяет и физическое состояние, а также физическое и умственное развитие, повышает иммунитет и т. д. Молока считается наиболее ...

Исследование кинетики реакции хлорирования бензола
...

Химические элементы в организме человека
Многие учёные считают, что в живом организме не только присутствуют все химические элементы, но каждый из них выполняет определённую биологическую функцию. Достоверно установлена роль около ...