Адсорбция и абсорбция. Изотермы адсорбции

Сорбция – процесс поглощения одного вещества поверхностью или всем объемом другого вещества. Поглощаемое вещество – сорбат, поглотитель – сорбент (часто твердое тело).

Поглощение может происходить только поверхностью (адсорбция) или всем объемом (абсорбция).

Величина адсорбции – способность адсорбента поглощать адсорбат – это избыток массы адсорбата, отнесенный к единице поверхности адсорбента

Адсорбция связана с особым энергетическим состоянием частиц на поверхности адсорбента в отличие от энергетического состояния частиц, находящихся в объеме.

Молекулы жидкости верхнего (первого) слоя обладают избытком энергии по сравнению с молекулами нижнего (второго) слоя.

Силы, действующие на первый слой, стремятся втянуть молекулы внутрь слоя и сократить величину поверхности раздела.

Нескомпенсированность сил у молекул верхнего слоя выражается как некий избыток энергии поверхностного слоя.

Поверхностное натяжение как функция концентрации растворенного вещества при Т-const - изотерма поверхностного натяжения.

Примечание автора. Обязательна графическая иллюстрация.

1 и 2 – поверхностно-активные вещества (ПАВ).

3 – поверхностно-инактивные вещества (ПИАВ).

Разность с в поверхностном слое – поверхностный избыток вещества Г (гамма).

Для ПАВ Г>0, для ПИАВ Г<0.

Поверхность твердых тел, как и жидкостей, обладает избыточной свободной энергией Гиббса. Твердые тела не могут (в отличие от жидкостей) самопроизвольно изменять площадь поверхности.

Величина адсорбции зависит от природы адсорбента и адсорбата, от давления газа, температуры.

Зависимость адсорбируемого количества газа от давления адсорбата при постоянной температуре – изотерма адсорбции.

Примечание автора. Обязательна графическая иллюстрация.

С ростом давления увеличивается количество адсорбируемого вещества.

Лэнгмюр при выводе уравнения изотермы сделал следующие допущения: 1. все места адсорбента одинаковы. 2. взаимодействие между частицами пренебрежимо мало. 3. адсорбционный слой состоит из одного слоя молекул, адсорбция локализованная – нет перемещения адсорбционного комплекса вдоль поверхности адсорбента.

Степень заполнения адсорбента адсорбатом: