Адсорбция.

Ключевые слова: адсорбция это, адсорбенты, сорбенты, сорбция это, адсорбция адсорбенты, удельная поверхность адсорбентов, адсорбентом называются, применение адсорбентов, адсорбенты применяют, физическая адсорбция, химическая адсорбция, дисперсионные силы, дипольные ориентационные силы, применение адсорбции, сорбция.

Сорбция-процесс, сопровождающийся поглощением веществ, входящих в состав одной фазы, другой фазой, называемой сорбентом. Сорбция подразделяется на:

1. Абсорбцию-поглощение газа жидким поглотителем, в котором газ в большей или меньшей степени растворим.
2. Адсорбцию-поглощение вещества поверхностью твердого поглотителя, называемого адсорбентом.

Для разделения и очистки веществ используются оба процесса, абсорбция и адсорбция.  Адсорбция является эффективным методом глубокой очистки газо(паро)-образных и жидких веществ, применяемых наряду с ректификацией и кристаллизацией при получении высокочистых материалов.

Коэффициенты разделения при адсорбции, как правило, значительно выше, а рабочая температура ниже, чем при ректификации. Адсорбционные методы очистки основаны на явлении адсорбции, которое состоит в поглощении молекул паро-, газообразных или жидких веществ на поверхности и в объеме микропор твердых материалов- адсорбентов. Адсорбируемое вещество называется адсорбтивом, а оно же в адсорбированном состоянии-адсорбатом.

По характеру взаимодействия молекул адсорбата с поверхностью твердого тела  все адсорбционные явления разбивают на два типа: физическую и химическую адсорбцию. Физическая адсорбция происходит под действием сил молекулярного взаимодействия (силы Ван-дер-Ваальса).  При этом могут образовываться водородные связи между адсорбентом и адсорбатом. Например, при поглощении спирта и воды силикагелем.

  Основной вклад в энергию взаимодействия при физической адсорбции вносят дисперсионные силы, открытые Лондоном в 1930г. Они возникают вследствие непрерывного движения электронов в атомах, приводящего к образованию мгновенных диполей. Электрическое поле мгновенного диполя одного атома индуцирует дипольный момент соседнего атома, что приводит к возникновению сил притяжения между ними. Если молекулы адсорбата представляют собой постоянные диполи, а поверхность адсорбента имеет ионную структуру, то между ними возникают дипольные ориентационные силы. Адсорбируемые молекулы не являющиеся постоянными диполями, могут под влиянием электростатического поля адсорбента приобрести индуцированный диполь. Возникающие в результате силы притяжения называются индукционными. Физическая адсорбция обратима, что позволяет после стадии адсорбции проводить стадию десорбции с целью выделения адсорбированного вещества и регенерации адсорбента.

Химическая адсорбция сопровождается химическим взаимодействием поглощаемого вещества с сорбентом с образованием поверхностного химического соединения. При хемосорбции происходит перераспределение электронов между абсорбентом и адсорбатом, поэтому химическая сорбция зависит от химической природы адсорбента. Химическая адсорбция , как правило, протекает с небольшой скоростью и при увеличении температуры скорость адсорбции возрастает. Химическая адсорбция в отличие от физической наблюдается и при высоких температурах. Физическая и химическая адсорбции различаются по теплоте сорбции, которая при физической адсорбции соизмерима с теплотой конденсации и не превышает 100-125 кДж/моль, а при химической сорбции она может достигать нескольких тысяч кДж/моль и редко бывает меньше 80 кДж/моль.

Процесс адсорбции широко используется в современной химической технологии для очистки и для выделения ценных компонентов из смеси, а также очистки,  питьевых и сточных вод. Наряду с адсорбционными методами в промышленности наиболее широко применяют абсорбционный метод, основанный на поглощении одного вещества объемом другого вещества. Из жидких сорбентов наибольшее промышленное распространение получили водные растворы диэтиленгликоля (ДЭГ) и триэтиленгликоля (ТЭГ), так как они обладают высокой влагоемкостью, нетоксичны, достаточно стабильны и некоррозионно агрессивны. В отдельных случаях для осушки применяют растворы (или твердые гранулы, таблетки) хлористого кальция, цинка и другие.

материал www.chemanalytica.ru