Занятие 2. Характеристики адсорбентов

Занятие 1. Сущность процесса адсорбции

Тема 3.6 Адсорбция

Плани-конспекти уроків.

Річний навчально-виховний план.

Календарно-тематичне планування|планування|.

Програма.

Державний стандарт базової і повної|цілковитої| середньої освіти|утворення|.

Адсорбция – процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой (паровой) или жидкой фазы твердым поглотителем (адсорбентом). Адсорбция связана с наличием сил притяжения между молекулами адсорбента и поглощаемого вещества.

В промышленности адсорбцию применяют:

- для отбензинивания попутных и природных углеводородных газов;

- при очистке и осушке газов;

- при очистке и осветлении растворов;

- при разделении смесей газов и паров.

Процессы адсорбции тесно связаны с процессами десорбции.

Десорбция – удаление адсорбированных веществ из адсорбента для его повторного использования в процессе.

Различают два вида адсорбции:

· физическую;

· химическую.

При физической адсорбции молекулы адсорбента и поглощаемого вещества не вступают в химическое взаимодействие.

При химической адсорбции (хемосорбции) происходит химическое взаимодействие молекул поглощаемого вещества с адсорбентом.

Адсорбция – процесс экзотермический, так как идет с выделением тепла. Для газов и паров теплота адсорбции примерно равна теплоте их конденсации, а при адсорбции из растворов теплота адсорбции меньше.

К адсорбционным процессам можно отнести ионный обмен. Он представляет собой сложный некаталитический диффузионный процесс между твердым веществом и жидкостью. Целью ионного обмена является разделение компонентов, находящихся в растворе, с помощью твёрдых веществ, обладающих особым свойством обменивать содержащиеся в них ионы на ионы, присутствующие в растворе. Такие твёрдые вещества называются иониты или ионообменники.

Адсорбенты – пористые твердые тела с сильно развитой поверхностью пор. Удельная поверхность пор может составлять от 200 до 1000 м²/г, а средний радиус пор от 0,3 до 10 нм. Адсорбенты применяют в виде таблеток или шариков размеров от 2 до 6 мм, а также в виде порошков с размером частиц от 20 до 50 мкм.

Существенное значение имеет химическая стойкость адсорбента в рабочей среде, его механическая прочность и крупность частиц.

В качестве адсорбентов используют:

- активированные угли – одна из наиболее распространенных групп адсорбнтов, получаемых путём сухой перегонки природных углеродистых материалов (дерево, кость и др.) Этот адсорбент применяют для выделения веществ из газовой и жидкой фаз.

- силикагель – высушенный гель двуокиси кремния. Применяется при адсорбции из газов и из неводных растворов.

- алюмогель (получаемый термической обработкой гидрата оксида алюминия, гидрофилен, так же как и силикагель).

- цеолиты (молекулярные сита) – это адсорбенты с очень тонкими порами, размеры которых соизмеримы с размерами молекул. Цеолиты представляют собой водные алюмосиликаты натрия и кальция.

Иониты, так же как и адсорбенты, для эффективного процесса обмена, должны обладать максимальной поверхностью контакта с раствором. Различают природные и искусственные иониты.

Природные иониты - это глина, апатиты, угли, целлюлоза и т.д. Они нестойки в щелочах и кислотах, потому их ограничивают в применение.

Искусственные иониты – это плавленые цеолиты, гидроксиды железа и алюминия, синтетические смолы.