Закономерности адсорбции на твердой поверхности

Из раствора. Ионнообменная адсорбция.

Адсорбция на твердой поверхности из раствора зависит от природы растворенного вещества. Большое влияние оказывает на адсорбцию соотношение полярностей адсорбента и растворителя. Это выражается правилом уравнивания полярностей Ребиндера

Величина адсорбции растворенного вещества тем больше, чем больше разность полярностей между адсорбентом и растворителем.

В случае ионной адсорбции один из ионов часто адсорбируется избирательно. Правила избирательной адсорбции были сформулированы Песковым и Фаянсом:

На поверхности твердого адсорбента преимущественно адсорбируются ионы, имеющие с этим адсорбентом общую атомную группировку.

Если поверхность адсорбента имеет заряд, то, преимущественно, будут адсорбироваться ионы с ионы с противоположным зарядом, а также ионы, образующие с поверхностью нерастворимые соединения.

Обменная адсорбция – адсорбция, при которой адсорбент поглощает из раствора определенные ионы, а взамен посылает в раствор эквивалентное количество ионов другого вида.

Например, алюмосиликаты поглощают из раствора ионы кальция и магния, а посылают в раствор ионы натрия и калия, следовательно, происходит умягчение воды. Наиболее широкое применение этот способ получил после синтезирования фенолформальдегидных смол, способных как к катионному (катиониты), так и к анионному (аниониты) обмену.

Изобары и изостеры адсорбции.

Наряду с изотермами адсорбции для количественного описания закономерностей адсорбции применяются изобары и изостеры адсорбции.

Изобара адсорбции – зависимость количества адсорбированного вещества (или степени заполнения поверхности) от температуры при постоянном давлении адсорбата в газовой фазе.

Изостера адсорбции – зависимость равновесного давления адсорбата от температуры для определенного количества адсорбированного газа.

Изостеры адсорбции используются для определения теплоты адсорбции графическим методом. Для этого строят несколько изотерм для разных температур, а затем находят значения соответствующих давлений адсорбата при постоянной величине адсорбции. После этого строят зависимость lnP от 1/Т при постоянной степени заполнения поверхности. Тангенс угла наклона прямой равен –Q_адс/R.