2015-06-05
3654
1. Классификация по природе границы раздела
По природе границы раздела различают адсорбцию на границе:
а) твердое тело – газ;
б) жидкость – газ;
в) твердое тело – жидкость (адсорбция из растворов).
2. Классификация по типу взаимодействия адсорбата и адсорбента
По типу взаимодействия адсорбата и адсорбента различают (табл. 3.1):
· физическую адсорбцию;
· хемосорбцию (химическое присоединение атома или молекулы к поверхности адсорбента);
· ионный обмен.
Таблица 3.1
Основные характеристики адсорбции
| Физическая адсорбция | Хемосорбция | |
| Чем обусловлена | Физическими силами (силы Ван-дер-Ваальса и водородные связи) | Химическими силами между адсорбентом и адсорбатом |
| Стехиометрические соотношения | Отсутствуют | Существуют определенные стехиометрические соотношения |
| Теплота адсорбции | Мала, близка к теплоте испарения, составляет 0–40 кДж/моль | Велика, 40–400 кДж/моль |
| Температура | С повышением температуры уменьшается | Повышение температуры способствует процессу хемосорбции |
| Специфичность | Мало специфична, слабо зависит от природы адсорбента | Специфична, часто образуется поверхностное химическое соединение на поверхности адсорбента |
| Обратимость | Обратима, что адсорбируется, то и десорбируется | Часто необратима, вместо адсорбированного вещества часто десорбируется другое соединение |
| Скорость | Проходит быстро, с течением времени уменьшается | Чаще замедлена, что связано с прохождением энергетического барьера |
| Локализация | Не локализованная, молекулы адсорбата способны перемещаться по поверхности адсорбента | Локализованная, молекулы адсорбата связаны с адсорбентом за счет прочных химических связей |
Хемосорбцию можно определить как процесс образования двумерного химического соединения, не идущий, в отличие от обычной химической реакции, в глубину объемной фазы. Например: хемосорбция кислорода на угле и графите (в результате окисления поверхностных атомов углерода образуются, в зависимости от условий, те или иные поверхностные оксиды, изображенные следующими формулами):
Прочная пленка оксида препятствует дальнейшему проникновению кислорода вглубь твердой фазы.
Ни один из этих критериев, взятый в отдельности, не может служить доказательством того, с каким типом адсорбции мы имеем дело, необходимо комплексное исследование.
Не существует четкой границы между физической адсорбцией и хемосорбцией. На практике обычно осуществляются промежуточные варианты: основная масса вещества связывается с адсорбентом слабо (физическая адсорбция), а небольшая часть прочно (хемосорбция).
