Адсорбция – самопроизвольное изменение концентрации компонента в поверхностном слое по сравнению с его концентрацией в объеме фазы.

Адсорбция

.

Таким образом, смачивание, характеризующееся косинусом краевого угла θ, определяется отношением работы адгезии к работе когезии для смачивающей жидкости.

Рассмотренные выше закономерности смачивания выполняются не на всех поверхностях, а только на идеально гладких и однородных. Реально же твердые тела всегда имеют неоднородности, от которых зависит краевой угол смачивания, и которые затрудняют определение краевых углов.

 

Явление поглощения одним веществом других ве­ществ называется сорбцией. Сорбция, происходящая только на поверхности тела, называется адсорбцией, в отличие от поглощения в толще поглотителя, называе­мого абсорбцией.

Поглощающее (адсорбирующее) вещество называют адсорбентом, а поглощающееся (адсорбирующееся) – адсорбатом.

Различают физическую и химическую адсорбцию.

Физическая адсорбция обусловлена действием физических сил притяжения – различными типами ван-дер-ваальсового взаимодействия (ориентационное взаимодействие, индукционном взаимодействии, дисперсионное взаимодействие).

Особенности физической адсорбции:

1. Обратимость. Имеет место динамическое равно­весие:

Сорбция ↔ Десорбция.

Десорбция обусловлена тепловым движением. Напри­мер, при адсорбции уксусной кислоты на угле на поверх­ности возникает адсорбционный комплекс:

С + СН₃СООН ↔ С • СН₃СООН.

адсорбент адсорбтив комплекс

При десорбции комплекс разрушается и адсорбтив выделяется в химически неизменном виде.

2. Малая специфичность. На полярных адсорбентах адсорбируются полярные вещества, на неполярных —неполярные.

3. Незначительная теплота адсорбции (теплота, ко­торая выделяется при адсорбции). Она составляет всего 8—40 кДж/моль, т. е. соизмерима с теплотой конденсации.

4. С повышением температуры адсорбция уменьшается: так как увеличивается скорость десорбции.

Химическая адсорбция (хемосорбция) возникает в ре­зультате химической реакции между адсорбтивом и ад­сорбентом с образованием нового поверхностного соеди­нения. Процесс происходит только на поверхности ад­сорбента.

Особенности химической адсорбции:

1. Необратимость. При десорбции с поверхности ухо­дит поверхностное соединение. Десорбция обусловлена какими-то внешними воздействиями.

Например, адсорбция кислорода на угле:

С + О₂ → С*О₂ .

адсорбент адсорбтив комплекс

При нагревании происходит десорбции:

С * СО₂ → С+ СО₂ .

адсорб.комплекс новое хим.соединение

2.Специфичность. Адсорбция происходит, только если возможна химическая реакция.

3. Высокая теплота адсорбции, которая может до­стигать 800—1000 кДж/моль, т. е. сопоставима с тепло­выми эффектами химических реакций.

4. Повышение температуры приводит к увеличению хемосорбции, так как увеличивается скорость химиче­ского взаимодействия.

 

Четко разделить явления физической и химической адсорбции можно лишь в очень редких случаях. Обычно реализуются промежуточные варианты, когда основная масса адсорбируемого вещества связывается относительно слабо и лишь небольшая часть – прочно.