Уравнение адсорбции Гиббса

Величина адсорбции зависит от природы компонентов (адсорбента и адсорбата), концентрации адсорбата и величины поверхностного натяжения.

Поверхностным натяжением (о) называется величина работы, кото- рую необходимо затратить на увеличение поверхности на 1 см и чис- ленно равная свободной поверхностной энергии на 1 см поверхности.

Поверхностное натяжение с повышением температуры уменьшается. Если процесс адсорбции происходит на границе раздела жидкость - пар, то при повышении температуры в критической точке поверхность раздела исчезает, и поверхностное натяжение равно нулю. Если процесс адсорбции происходит на границе раздела жидкость - жидкость, то чем меньше поверхностное натяжение на границе раздела двух жидкостей, тем выше их взаимная растворимость друг в друге.

Если для чистых индивидуальных веществ величина о (поверхностное натяжение) имеет определенное значение, то для растворов она зависит не только от природы жидкости-растворителя, второй граничащей среды, температуры, но и от природы и количественного содержания растворенного вещества. Для ряда систем величины поверхностного натяжения рассчитаны при различных температурах и приведены в справочниках.

Уравнение, связывающее величину адсорбции с концентрацией (активностью) и поверхностным натяжением, называется уравнением адсорбции Гиббса

Помимо адсорбции - перехода компонента из объема фазы на межфазную поверхность - существует и обратный процесс - десорбция - переход компонента с поверхности в объем фазы. Если скорости этих процессов одинаковы, наступает адсорбционное равновесие. Существует три типа взаимодействия, которые могут привести к адсорбции: физическое взаимодействие, химическое взаимодействие и ионный обмен. При физическом взаимодействии адсорбция протекает за счет действия сил Ван-дер-Ваальса. Физическое взаимодействие относится к слабым взаимодействиям, при котором адсорбированные молекулы не изменяют свою химическую природу. Физическая адсорбция, как правило, является обратимой. При химической адсорбции (хемосорбции) образуется новая химическая связь между адсорбатом и адсорбентом. Как, правило, химическая адсорбция относится к необратимым процессам. Ионообменная адсорбция протекает за счет обмена ионами между адсорбентом и раствором (Н.Н. Гаврилова, В.В. Назаров, 2015).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >