Повна версія

Головна arrow Природознавство arrow КОЛОЇДНА ХІМІЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

АДСОРБЦІЯ

Загальні закономеності

Дисперсні системи, володіючи величезною міжфазною поверхнею і значною поверхневою енергією

прагнуть до її зменшення. З термодинаміки відомо, що будь-які процеси протікають мимовільно, якщо вони супроводжуються зменшенням вільної енергії.

Зниження поверхневої енергії може бути досягнуто двома шляхами: за рахунок зменшення поверхневого натягу і за рахунок зменшення поверхні розділу фаз. У зв'язку з цим все поверхневі явища діляться на дві групи (рис. 2.6).

Велике значення має адсорбція - широко поширене поверхневе явище, пов'язане зі зниженням поверхневого натягу. Адсорбція (від лат. Ad - на і sorbeo - поглинаю) являє собою процес мимовільного концентрування речовини в поверхневому шарі, в результаті чого зменшується поверхневий натяг. При адсорбції відбувається мимовільне перерозподіл компонентів між поверхневим шаром та об'ємної фазою. Явище адсорбції необхідно відрізняти від явища абсорбції - поглинання газу, що представляє об'ємний процес.

Зниження поверхневої енергії в дисперсних системах

Мал. 2.6. Зниження поверхневої енергії в дисперсних системах

Адсорбційні явища надзвичайно широко поширені в живій і неживій природі. Товщі гірських порід і грунту є величезними колонами з адсорбентами, по яких переміщаються водні і газові розчини. Легенева тканина подібна адсорбенти - носію, на якому утримується гемоглобін крові, що забезпечує перенесення кисню в організм. Багато функцій біологічних мембран живої клітини пов'язані з властивостями їх поверхні, так, наприклад, загальна площа біологічних мембран в організмі людини досягає десятків тисяч квадратних метрів. Навіть такі наші почуття, як нюх і смак, залежать від адсорбції молекул відповідних речовин в носовій порожнині і на мові.

Явище адсорбції відомо дуже давно. Такі природні матеріали, як пісок і грунт, використовували для очищення води ще на зорі людського суспільства. В кінці XVIII століття К. Шеєле і одночасно Фонтана виявили здатність свежеірокаленного деревного вугілля поглинати різні гази в обсягах, в кілька разів перевищують його власні обсяг. Незабаром з'ясувалося, що величина поглиненої обсягу залежить від типу вугілля і природи газу. Тобто Ловиц в 1785 р відкрив явище адсорбції вугіллям в рідкому середовищі, докладно дослідив його і запропонував використовувати вугілля для очищення фармацевтичних препаратів, спирту, вина, органічних сполук. Вчений показав, що деревне вугілля здатний швидко очищати зіпсовану води і робити се придатною для пиття. І зараз основною дійовою початком фільтрів для води служать пройшли спеціальну підготовку вуглецеві матеріали.

Адсорбція отруйних речовин з повітря була використана Н.Д.Зелінським при створенні протигаза під час першої світової війни.

Сьогодні адсорбція становить основу багатьох промислових операцій і наукових досліджень. Найбільш важливі з них - очищення, виділення і розділення різних речовин, адсорбційна газова і рідинна хроматографія. Адсорбція є важливою стадією гетерогенного каталізу і корозії. Дослідження поверхні тісно пов'язані з розвитком напівпровідникової техніки, медицини, будівництва та військової справи. Адсорбційні процеси відіграють ключову роль при виборі стратегії захисту навколишнього середовища.

 
<<   ЗМІСТ   >>