ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И АДСОРБЦИЯ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Всякая поверхность раздела резко отличается по своим физико-химическим свойствам от внутренних частей обеих граничащих фаз. Различие это заключается в том, что на поверхности раздела фаз имеется избыток свободной энергии. В дисперсных и особенно в коллоидных системах удельная поверхность очень велика. Поэтому явления, происходящие на границе раздела фаз и называемые поверхностными, наблюдаются на любой границе раздела, протекают самопроизвольно и приводят к уменьшению избытка свободной энергии поверхности. К ним относятся адсорбция, поверхностное натяжение и смачивание (Леонов
В.В.,2016).
Термин «поверхностная энергия» обычно используется применительно к границе раздела фаз газ - твердое тело. Для границы раздела жидкость - жидкость, жидкость - твердое тело применяют термин «межфазная энергия». Для границы раздела фаз жидкость - газ (пар) обычно используют термин «удельная (на 1 м) поверхностная энергия», называемая поверхностным натяжением, которое равно работе образования единицы площади раздела фаз (Дж/м). Обычно под поверхностной энергией понимается энергия Гиббса образования поверхности AG. Она равна произведению поверхностного натяжения о на площадь поверхности раздела фаз S:
Поверхностное натяжение определяется природой вещества: чем выше энергия взаимодействия между частицами вещества, тем выше поверхностное натяжение.
Вследствие наличия поверхностной энергии на границе раздела фаз происходит накопление тех или иных частиц. Изменение концентрации вещества на границе раздела фаз называется адсорбцией. Абсорбция - это разновидность сорбции, т.е. поглощение одного вещества другими веществами. Если вещество поглощается всем объемом другого, то происходит абсорбция, если вещество концентрируется на поверхности раздела фаз, то имеет место адсорбция. Вещество, способное поглощать, адсорбировать другое, называется абсорбентом, вещество, которое может адсорбироваться - абсорбтивом, а адсорбированное вещество - аб- сорбатом. Процесс, обратный адсорбции, называется десорбцией (Г.С. Акужаева, 2016).
По природе сил взаимодействия адсорбента с адсорбтивом различают физическую и химическую адсорбцию. Физическая адсорбция вызывается силами межмолекулярного взаимодействия (силами Ван-дер-Ва- альса), является, как правило, обратимой. Теплота физической адсорбции составляет 8,3-25,1 кДж/моль. Процесс физической адсорбции протекает быстро, так как не требует активации молекул.
Химическая адсорбция осуществляется за счет химических сил межмолекулярного взаимодействия и называется хемосорбцией. Хемосорбция сопровождается взаимодействием адсорбента и адсорбтива с образованием химических соединений, является практически необратимым процессом. Тепловой эффект хемосорбции сопоставим с тепловым эффектом химических реакций и достигает 500 кДж/моль.
