Сорбция. Адсорбция

Поверхностные явления.

Все высокодисперсные системы имеют очень большую пло­щадь поверхности раздела фаз. Согласно уравнению G = σ ∙ S, они обладают большим избытком поверхностной энергии Гиббса. По второму началу термодинамики, такие системы термодинами­чески неустойчивы. Они стремятся самопроизвольно уменьшить эту энергию и перейти в устойчивое равновесное состояние с ми­нимальным значением энергии Гиббса.

Самопроизвольные процессы в дисперсных системах, иду­щие с уменьшением избыточной поверхностной энергии, назы­ваются поверхностными явлениями.

Согласно уравнению (1.1), энергия Гиббса может быть умень­шена либо за счет уменьшения σ, либо за счет уменьшения S. По­этому существует два вида поверхностных явлений:

а) идущих за счет уменьшения площади поверхности, ΔS<0, σ = const: коагуляция, коалесценция, спекание порошков, конденсация мел­ких капель в крупные.

б) идущих за счет уменьшения поверхностного натяжения Δσ < 0, а S=const – это все виды сорбции: адсорбция, абсорбция, смачи­вание.

Сорбцией называют процесс поглощения одного вещества другим веществом. Из многих явлений сорбции наибольшее ме­дико-биологическое значение имеет адсорбция.

Адсорбция (“ад”- на) – самопроизвольный процесс накопле­ния какого-либо вещества на поверхности раздела фаз, ведущий к уменьшению поверхностного натяжения, а значит и уменьшению избыточной поверхностной энергии.

Обратный процесс удаления с поверхности адсорбированного вещества называют десорбцией. Вещество, на поверхности кото­рого идет адсорбция, называется адсорбентом (уголь в противо­газе), а адсорбированное вещество – адсорбатом (поглощенный из воздуха углем хлор или аммиак). Проникновение адсорбиро­ванного вещества в глубь адсорбента называют абсорбцией («аб» - в). Абсорбцией является растворение газов в жидкости. Терми­нология адсорбции видна из рисунка 1.3. Адсорбция всегда ведет к уменьшению поверхностного натя­жения, а значит и уменьшению избыточной поверхностной энер­гии. Система становится более устойчивой.

Рис. 1.3. Схема, поясняющая явления адсорбции

Дата добавления: 2014-11-20