МОЛЕКУЛЯРНА АДСОРБЦІЯ З РОЗЧИНІВ

Перші дослідження по адсорбції із розчинів належать російському вченому Т.Є.Ловицю (1785р., російський хімік і фармацевт). Він вперше запропонував застосувати активоване вугілля для очищення спирту від сивушних масел та питної води від різних речовин з неприємним запахом (дезодорація води).

Адсорбція із розчинів на твердому адсорбенті – більш складний процес, ніж адсорбція газів. Розчини є, як мінімум, двокомпонентними системами, що складається з розчиненої речовини і розчинника. Тому адсорбція з розчинів визначається не тільки силами взаємодії між молекулами розчиненої речовини і адсорбентом, але й взаємодією розчинник – адсорбент і розчинник – розчинена речовина. Якщо розчинена речовина представляє собою електроліт, то процес адсорбції ускладнюється ще й тим, що в цьому випадку адсорбуються іони, які несуть електричний заряд.

Особливості адсорбції розчинених речовин із розчинів:

Ø Процеси дифузії у розчинах відбуваються у сотні і тисячі разів повільніше, ніж у газах. Завдяки цьому адсорбційна рівновага в розчинах досягається лише через декілька годин або навіть діб. Для підвищення швидкості процесу адсорбенти часто розтирають до дрібного порошку і суспензію адсорбенту у розчині безперервно перемішують.

Ø Разом із розчиненою речовиною відбувається адсорбція розчинника. Внаслідок цього між молекулами адсорбтиву і розчинника відбувається своєрідна конкуренція за володіння поверхнею адсорбенту. Якщо розчинник погано змочує тверде тіло, він і адсорбується на ньому погано. Тому адсорбція розчинених у такому розчиннику речовин буде значною.

Ø Адсорбція залежить від змочування розчинником адсорбенту.

Ø Адсорбція іонів із розчинів електролітів має вибірковий характер.

Всі адсорбенти можна розподілити на два основних типи: гідрофільні (добре змочуються водою), гідрофобні (змочуються органічними розчинниками).

До гідрофільних адсорбентів належать: силікагель, глина, кізельгур, трепел. Ці адсорбенти доцільно застосовувати для адсорбції із неводних розчинів, наприклад, для очищення олій, нафтопродуктів, барвників. Але їх не потрібно застосовувати при адсорбції розчинених речовин з водних розчинів, бо вони краще адсорбують розчинник – воду. Ці адсорбенти доцільніше використовувати при адсорбенції з неводних розчинів.

Гідрофобні адсорбенти – активоване вугілля, графіт, тальк – добре адсорбують речовини із водних розчинів. Їх застосовують у виробництві спирту. У цукровій і крохмалопатоковій промисловості за допомогою активованого вугілля знебарвлюють цукрові та глюкозні сиропи. Активоване вугілля застосовують для очищення питної води, а також в медицині для зв’язування отрут, що попали в шлунково-кишковий тракт.

Органічні сорбенти природного походження представляють головним чином вуглеводи: крохмаль (картопляний, кукурудзяний, рисовий) та целюлоза.

Адсорбція молекулярно розчиненої речовини в залежності від рівноважної концентрації характеризується звичайною (як і для газів) ізотермою адсорбції. Ізотерма адсорбції з розбавлених розчинів добре описується рівнянням Фрейндліхаабо рівнянням Люнгмюра:

або Г = Г_макс

де с – рівноважна концентрація речовини в розчині.

На відміну від адсорбції газів при адсорбції з розчинів рівновага наступає не так швидко, особливо на мілкопорістих адсорбентах. Перемішування розчину мало впливає на швидкість досягнення рівноваги, бо вона визначається, головним чином, швидкістю дифузії молекул розчиненої речовини в пори адсорбента.

Підвищення температури викликає зниження адсорбенції з розчинів, але в значно меншій степені, ніж адсорбцію газів.

Великий вплив на адсорбцію з розчинів має природа адсорбента, розчинника і розчиненої речовини.

Адсорбція розчинених речовин твердими адсорбентами підпорядковується правилу вирівнювання полярностей Ребіндера:

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
КАПІЛЯРНА КОНДЕНСАЦІЯ	\|	Чим ближче за своєю природою адсорбент до розчинника, тим менше адсорбується розчинена речовина з цього розчинника.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.