5. Как с помощью теории Ленгмюра можно объяснить ступенчатую адсорбцию?
6. В чем состоит сущность потенциальной теории Поляни?
7. Какие допущения лежат в основе теории БЭТ?
8. Как с помощью теории БЭТ можно определить удельную поверхность адсорбента?
9. Какой процесс называется капиллярной конденсацией?
10. От каких факторов зависит адсорбция на пористых адсорбентах?
11. Какие свойства газов влияют на их адсорбцию?
Закончив изучение главы 4, вы должны
1) знать:
• основные положения теорий мономолекулярной и полимолекулярной адсорбции газов на твердых поверхностях;
• уравнения Фрейндпиха, Ленгмюра, БЭТ, Кельвина, что они характеризуют;
• факторы, от которых зависит адсорбция газов и паров на непористых и пористых адсорбентах;
2) уметь:
• объяснять характер различных изотерм адсорбции;
• определять величины и К с помощью уравнения Ленгмюра;
• графически решать уравнение БЭТ.
2.5.
ГЛАВА 5. АДСОРБЦИЯ РАСТВОРЕННОГО В ЖИДКОСТИ ВЕЩЕСТВА НА ТВЕРДОМ АДСОРБЕНТЕ
Адсорбция на границе раздела "твердое тело-жидкость" - это самопроизвольное концентрирована растворенного вещества вблизи поверхности твердого адсорбента.
При рассмотрении адсорбции из растворов на твердом адсорбенте, так же как при исследовании адсорбции на границе раздела "жидкий раствор-газ", необходимо учитывать все межмолекулярные взаимодействия в растворе: между молекулами растворителя, между растворенным веществом и растворителем, между растворенными веществами. В то же время необходимо учитывать сложное строение поверхности твердого тела, его силовое поле, что, как вы понимаете, не так-то просто.
Пока не существует единой теории процессов адсорбции на твердых адсорбентах. Нет единого мнения, на что больше похожа адсорбция растворенного вещества на твердых адсорбентах - на адсорбцию газа на твердых телах или на адсорбцию растворенного вещества на поверхности раствора. Одни исследователи считают, что адсорбция растворенного вещества на твердом адсорбенте подчиняется тем же законам, что и адсорбция газов. Другие - что закономерности адсорбции на границе "твердое тело-раствор" ближе к адсорбции на границе "раствор-газ". Так как в обоих случаях решающее значение имеет взаимодействие между молекулами в жидкой фазе, поиски общих закономерностей должны основываться на теории жидкого состояния. Пока единой теории адсорбции не создано используется аппарат как той, так и другой адсорбции.
Явления адсорбции из жидких растворов на твердых адсорбентах многообразны и классифицируются обычно в зависимости от природы адсорбтива: молекулярная адсорбция; ионная адсорбция; адсорбция коллоидных частиц.
2.5.1.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ АДСОРБЦИЯ ИЗ РАСТВОРОВ
Молекулярная адсорбция - адсорбция из растворов неэлектролитов или слабых электролитов. В этих случаях растворенные вещества адсорбируются на поверхности твердого тела в виде молекул.
Особенность такой адсорбции состоит в том, что наряду с растворенным веществом адсорбируются молекулы растворителя. Активные центры на поверхности твердого тела в той или иной степени заняты молекулами растворителя, для адсорбции растворенного вещества его молекулы должны вытеснить с поверхности молекулы растворителя.
Экспериментально адсорбцию растворенных веществ на твердом адсорбенте а изучают, измеряя молярную концентрацию раствора до контакта с адсорбентом () и после наступления адсорбционного равновесия ():
где а - количество адсорбированного вещества, приходящееся на 1 г адсорбента; m - масса адсорбента, г; V - объем раствора, из которого идет адсорбция, .
Факторы, влияющие на молекулярную адсорбцию:
• равновесная концентрация растворенного вещества;
• природа растворителя;
• природа адсорбента;
• природа растворенного вещества;
• температура, время адсорбции.
2.5.2.
ЗАВИСИМОСТЬ МОЛЕКУЛЯРНОЙ АДСОРБЦИИ ОТ РАВНОВЕСНОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АДСОРБТИВА (Cs)
Эта зависимость описывается изотермами адсорбции, которые можно свести к следующим пяти типам:
1) изотерма Ленгмюра, которая отвечает мономолекулярной адсорбции и описывается уравнением Ленгмюра:
2) изотерма полимолекулярной адсорбции, которая может быть описана уравнением теории БЭТ;
