Уменьшение гидратированности

Влияние природы адсорбирующихся ионов

Адсорбция из водных растворов электролитов

Адсорбция электролитовво многом сложнее рассмотренной ранее молекулярной, что обусловлено влиянием на этот вид адсорбции как природы адсорбента, так и природы ионов, возникавших при диссоциации.

Ионы, способные поляризоваться, обычно адсорбируются на поверхности веществ, состоящих из полярных молекул или из ионов. Поэтому ионную адсорбцию часто называют полярной адсорбцией.

На способность адсорбироваться сильно влияет радиус ионов. Из ионов с одинаковой величиной заряда максимальную адсорбционную способность проявляют ионы с наибольшим радиусом. Причиной этого является, с одной стороны бóльшая поляризуемость, а с другой - меньшая гидратированность крупных ионов. Оба эти фактора сильно ослабляют взаимодействие ионов с поверхностью.

Ряды ионов, составленные в порядке уменьшения их гидратируемости, называются лиотропными рядами или рядами Гофмейстера. Известно, что гидратированность иона тем больше, чем меньше его радиус. Например, для однозарядных катионов металлов первой группы лиотропный ряд выглядит так:

Li⁺ Na⁺ K⁺ Rb⁺ Cs⁺

и увеличение радиуса:

Адсорбируемость этих ионов при прочих равных условиях совпадает с увеличением радиуса и уменьшением толщины гидратной оболочки. Аналогичный ряд имеет место и в случае двухзарядных катионов второй группы:

Mg²⁺ Ca²⁺ Sr²⁺ Ba²⁺.

Анионы галогенов также могут быть расположены в лиотропный ряд, совпадающий с их положением в группе периодической системы Д. И. Мен­де­леева. Однако если к ним добавить другие часто применяемые в лабораторной практике однозарядные анионы, например, нитрат NO₃^-, ацетат СН₃СОО^-, тиоцианат SCN^- и др., то ряд по адсорбируемости получается более сложным

Адсорбционная способность ионов в большой степени зависит и от величины их заряда. Чей больше заряд иона, тем лучше он адсорбируется. Так, катионы с примерно одинаковыми радиусами располагаются в такой ряд:

Na⁺ << Са²⁺ << А1³⁺ << Тi⁴⁺

Увеличение адсорбируемости:

Объединяя катионы с различным зарядом, можно получить ряд по увеличению адсорбционной способности, впервые описанный К. К. Гедройцем:

Al³⁺ > Ba²⁺ > Ca²⁺ > Mg²⁺ > K⁺ > NH₄⁺ > Na⁺ > Li⁺.

Дата добавления: 2014-01-04