Адсорбция определяется как адгезия химического вещества на поверхности частиц. Немецкий физик Генрих Кайзер ввел термин «адсорбция» в 1881 году. Адсорбция – это процесс, отличный от абсорбции, при котором вещество диффундирует в жидкость или твердое тело с образованием раствора.
При адсорбции частицы газа или жидкости связываются с твердой или жидкой поверхностью, которая называется адсорбентом. Частицы образуют атомарную или молекулярную пленку адсорбата.
Изотермы используются для описания адсорбции, поскольку температура оказывает значительное влияние на процесс. Количество адсорбата, связанного с адсорбентом, выражается как функция давления концентрации при постоянной температуре.
Было разработано несколько моделей изотерм для описания адсорбции. в том числе:
- линейная теория
- теория Фрейндлиха
- теория Ленгмюра
- Теория СТАВКИ (по Брунауэру, Эммету и Теллеру)
- Теория Кислюка
Термины, относящиеся к адсорбции, включают:
- Сорбция: Это охватывает процессы как адсорбции, так и абсорбции. .
- Десорбция: Обратный процесс сорбции. Обратное адсорбции или абсорбции.
Определение адсорбции ИЮПАК
Международный союз чистой и прикладной химии (ИЮПАК) определение адсорбции:
«Адсорбция против абсорбции
Адсорбция – это поверхностное явление, при котором частицы или молекулы связываются с верхним слоем материала. Абсорбция, с другой стороны, идет глубже, охватывая весь объем абсорбента. Абсорбция – это заполнение пор или отверстий в веществе.
Характеристики адсорбентов
Как правило, адсорбенты имеют небольшой диаметр пор, поэтому имеется большая площадь поверхности для облегчения адсорбции. Размер пор обычно составляет от 0,25 до 5 мм. Промышленные адсорбенты обладают высокой термостойкостью и устойчивостью к истиранию. В зависимости от области применения поверхность может быть гидрофобной или гидрофильной. Существуют как полярные, так и неполярные адсорбенты. Адсорбенты бывают разных форм, включая стержни, гранулы, и формованные формы. Существует три основных класса промышленных адсорбентов:
- Соединения на основе углерода (например, графит, активированный уголь)
- Соединения на основе кислорода (например, цеолиты, диоксид кремния)
- Соединения на основе полимеров
Как Адсорбционные работы
Адсорбция зависит от поверхностной энергии. Поверхностные атомы адсорбента частично обнажены, поэтому они могут притягивать молекулы адсорбата. Адсорбция может быть результатом электростатического притяжения, хемосорбции или физической адсорбции..
Примеры адсорбции
Примеры адсорбентов включают:
- Силикагель
- Глинозем
- Активированный уголь или древесный уголь
- Цеолиты
- Адсорбционные охладители, используемые с хладагентами
- Биоматериалы, адсорбирующие белки
Адсорбция – это первая стадия вируса жизненный цикл. Некоторые ученые считают видеоигру Тетрис моделью процесса адсорбции сформированных молекул на плоские поверхности.
Использование адсорбции
Существует множество применений процесса адсорбции, в том числе:
- Адсорбция используется для охлаждения воды в кондиционерах.
- Активированный уголь используется для фильтрации аквариумов и домашней воды.
- Силикагель используется для предотвращения повреждения электроникой и одеждой влаги.
- Адсорбенты являются используются для увеличения емкости карбидных углеродов.
- Адсорбенты используются для создания антипригарных покрытий на поверхностях.
- Адсорбция может использоваться для увеличения времени воздействия определенных лекарств.
- Цеолиты используются для удаления диоксида углерода из природного газа, удаления монооксида углерода из газа риформинга, для каталитического крекинга и других процессов.
- Процесс используется в химических лабораториях для ионного обмена и хроматографии.
Источники
- Глоссарий терминов по химии атмосферы (Рекомендации 1990 г.) “. Чистая и прикладная химия 62: 2167. 1990.
- Ferrari, L .; Kaufmann, J .; Winnefeld, F .; Планк, Дж. (2010). «Взаимодействие модельных систем цемента с суперпластификаторами исследовано с помощью атомно-силовой микроскопии, дзета-потенциала и измерений адсорбции». J Colloid Interface Sci. 347 (1): 15–24.