Молекулярная адсорбция

Величина адсорбции из растворов в эксперименте рассчитывается по уравнению

где С₀ - исходная концентрация адсорбирующегося вещества в растворе;

С - равновесная концентрация; V - объём раствора, из которого идет адсорбция; m - масса адсорбента.

Таким образом, если концентрация адсорбтива выражена в моль/л, объём – в литрах, а масса адсорбента – в граммах, то x (количество адсорбированного вещества) будет иметь размерность моль, а величина адсорбции будет выражена в моль/г.

Чаще всего из растворов на твёрдых поверхностях адсорбируются поверхностно-активные вещества. Своим присутствием в адсорбционном слое они уменьшают межфазное поверхностное натяжение. Адсорбция ПАВ из растворов подчиняется правилу уравнивания полярностей П. А. Ребиндера(1927 г.):

вещество будет адсорбироваться на поверхности раздела фаз, если в результате его адсорбции уравнивается полярность этих фаз,

то есть полярность этого вещества должна занимать промежуточное положение между полярностями веществ, образующими фазы.

Хорошей иллюстрацией правила является адсорбция органических соединений из водных растворов на активированном угле. Так, например, анилин и фенол, обладая промежуточной между водой и углем полярностью, хорошо адсорбируются, а нитроанилин - соединение с высокой полярностью - практически не адсорбируется. Следствием правила Ребиндера является то, что поверхностно-ак­тив­ные вещества из водных растворов следует извлекать с помощью неполярных адсорбентов (например, активированным углем), а из растворов в бензоле, эфире, ацетоне и других неполярных органических жидкостях – с помощью полярных адсорбентов (например, силикагель или цеолиты).

При адсорбции ПАВ их молекулы ориентируются в адсорбционном слое в соответствии с дифильной природой (рис. 3.8):

Полярный адсорбент (силикагель)

¾¾ Неполярный ¾¾ растворитель ¾¾ (бензол)

Неполярный адсорбент (уголь)

¾¾ Полярный ¾¾ растворитель ¾¾ (вода))

Рис. 3.8. Ориентация дифильных молекул ПАВ в адсорбционном слое

Как и в случае адсорбции из газов, адсорбция из растворов уменьшается с ростом температуры.

Дата добавления: 2014-01-04