Факторы, влияющие на адсорбцию

1. Природа фаз (предельная адсорбция, константа α). Кристаллические вещества адсорбируют хуже, чем аморфные. Лучше адсорбируются газы, которые легче конденсируются. Например, активированный уголь хорошо адсорбирует хлор (Ткип = 239,7 К), аммиак (Ткип = = 240 К), но не адсорбирует оксид углерода (II) (Ткип = 83 К), азот (Ткип = 77,0 К), водород (Ткип = = 20,0 К).

2. Давление (концентрация в случае адсорбции из раствора).

3. Температура. Повышение температуры способствует понижению адсорбции и усилению десорбции.

 

Адсорбция из растворов (на границе Т – Ж)

Адсорбция из раствора определяется следующим образом

В растворах возникает конкуренция между растворенным веществом и растворителем за центры адсорбции. Для определения, какое вещество преимущественно адсорбируется в данной системе, можно применять правило выравнивания полярностей Ребиндера.

На полярных адсорбентах лучше адсорбируются полярные адсорбаты из малополярных растворителей; на неполярных адсорбентах–неполярные адсорбаты из полярных растворителей.

Для системы адсорбат – адсорбент влияние природы раство­рителя на адсорбцию может быть также сформулировано в виде правила:

Чем лучше в данном растворителе растворяется данный адсорбат, тем он хуже адсорбируется; чем хуже растворяется–тем лучше из него адсорбируется.

Адсорбция идет в направлении выравнивания полярностей фаз, и тем сильнее, чем больше исходная разность полярностей. За меру полярности принимается диэлектрическая проницаемость веществ – растворителя, адсорбента и адсорбата. Согласно правилу, адсорбент будет адсорбировать растворенное вещество, если выполняется условие

εр-ль < εр.в < εадс, и тем лучше, чем больше разность (εр.в – εр-ль)

или εр-ль > εр.в > εадс, и тем лучше, чем больше разность (εр-ль – εр.в)

Коротко можно сказать, что полярные вещества лучше адсорбируются на полярных адсорбентах из слабо полярных растворителей.

Зависимость адсорбции от полярности

Раствор Адсорбция
На угле На силикагеле
бензойная кислота – вода; полярность Н2О > С6Н5СООН С6Н5СООН > Н2О Н2О > С6Н5СООН
С6Н6 – бензойная кислота; полярность С6Н5СООН > С6Н6 С6Н6 > С6Н5СООН С6Н5СООН > С6Н6

 

Обратное правило Дюкло – Траубе.

При адсорбции полярных веществ на полярных адсорбентах из неполярных растворителей адсорбция уменьшается в приблизительно 3 раза на каждую группу –СН2–.