§20.1. Сорбция. Виды адсорбции
Наиболее распространенным поверхностным явлением является адсорбция. Ею принято называть явление изменения концентрации вещества в поверхностном слое, по сравнению с объемной фазой
(§19.3).
Адсорбция лежит в основе многих технологических процессов - синтеза, разделения, осушки, концентрирования и т.д. Не менее важную роль играет адсорбция в медицине и фармации, где она применяется не только в технологических процессах, но и непосредственно для лечебных целей, например для удаления токсинов или нормализации баланса организма.
Фундаментальное уравнение Гиббса (19.25) не позволяет описать конкретную зависимость адсорбции от концентрации, поскольку входящий в уравнение коэффициент поверхностного натяжения в ряде случаев сложным образом зависит от концентрации. В то же время любая теория адсорбции ставит своей целью вывод уравнения данной зависимости. Зависимость адсорбции от равновесной концентрации адсорбируемого вещества при постоянной температуре носит название изотермы адсорбции.
Процессы поглощения газов или растворенных веществ твердыми материалами или жидкостями могут протекать по разным механизмам и носят общее название сорбция. Вещества-поглотители называются сорбентами, а поглощаемые газы или растворенные вещества - сорбатами или сорбтивами.
Различают четыре основных сорбционных процесса - абсорбцию, физическую адсорбцию (или просто адсорбцию), хемосорбцию и капиллярную конденсацию.
Абсорбцией называют поглощение пара или газа всем объемом твердого тела или жидкости. Этот процесс начинается проникновением
молекул газа в массу сорбента и заканчивается образованием твердого или жидкого раствора. Распространение молекул газа в твердой или жидкой фазе происходит главным образом путем диффузии. Так как в твердых веществах скорость диффузии очень мала, то абсорбция в них протекает медленно и для установления равновесия требуется значительное время. Повышение температуры ускоряет ход абсорбции. Примером абсорбции является поглощение газов и паров различными материалами (например, поглощение Н2 палладием, абсорбция СО2 и NH3 водой).