Адсорбция твердым адсорбентом из раствора

Адсорбируются из раствора растворенные вещества. Величина адсорбции для растворов является функцией температуры и молярной концентрации раствора.

 

Г= f (Т,Св)

Т – const

 

Величина адсорбции становится функцией молярной концентрации раствора

 

Г=f(C_B), рис.5

 

Рис. 5

Адсорбция из растворов имеет существенные отличия от газовой адсорбции. Это вызвано следующими причинами:

• на адсорбенте может адсорбироваться не только растворенное вещество, но и сам растворитель. Чем лучше протекает адсорбция растворителя, тем труднее будет адсорбироваться растворенное вещество;
  
  
• растворитель может растворять адсорбент. Чем лучше растворитель растворяет адсорбент, тем труднее протекает на нём адсорбция;
  
  
• скорость адсорбции из раствора зависит от скорости диффузии.
  В результате обеднения извлекаемым веществом слоев воды, прилежащих к адсорбенту, дальнейшая адсорбция определяется скоростью диффузии поглощаемого вещества к адсорбенту. Как известно, диффузия в жидкостях достаточно медленный процесс, поэтому для ускорения адсорбции прибегают к перемешиванию раствора.

Эти три особенности вносят значительные погрешности в изотерму адсорбции.

Поглощение растворённого вещества из раствора зависит от его строения.

Рассмотрим поверхностно - активные, или дифильные (двояколюбящие), вещества .

Дифильные вещества состоят из двух частей:

• полярной;
• неполярной.

Поверхностно – активными веществами (ПАВ) являются следующие классы веществ:

• спирты,
• альдегиды,
• карбоновые кислоты:
  

Углеводородные радикалы (CH₃-; C₂H₅-; C₁₇H₃₅- и т.д) представляют собой неполярную часть ПАВ’а, которая может быть как угодно длинной.

Функциональные группы

представляют полярную часть ПАВ’а.

Примеры ПАВ'ов: олеиновая кислота (С₁₇H₃₃COOH), мыло (C₁₇H₃₅COONa).

Рассмотрим изменение поверхностного натяжения жидкости при увеличении в ней концентрации ПАВ’а, рис.6.

Рис.6

Молекулы ПАВ’а менее полярны, чем молекулы воды. Благодаря этому взаимодействие молекул воды между собой сильнее, чем молекул воды с молекулами ПАВ’а. В результате молекулы ПАВ’а будут вытесняться из раствора в поверхностный слой. Повышение концентрации третьего вещества в поверхностном слое, в частности, молекул ПАВ’а, приводит к понижению поверхностного натяжения.

 

Адсорбция из растворов электролитов

Адсорбция из растворов электролитов происходит на, так называемых, адсорбентах ионного строения, которыми служат труднорастворимые электролиты, например, Al (OH)₃ Bi I₃.

Адсорбенты ионного строения адсорбируют на своей поверхности или ионы, входящие в их кристаллическую решётку, или ионы, имеющие с ними близкое химическое строение.

AB = A⁺ + B^-

Электролит АВ может адсорбировать на своей поверхности катионы A⁺ или анионы B^-.