На веществата, изброени в таблицата, хидрофилните свойства са: кварц, малахит, графит, талк и хидрофобен - восък и PTFE.

Капилярна покачване на течността се дължи на редица известни явления и процеси. Импрегниране на хартия тъкани, причинени от капилярна повишаване на течности в порите; водоустойчиви тъкани предвидени тяхната хидрофобност и като резултат - отрицателен капилярна покачване; вдигане на вода от почвата върху стеблото на растението се дължи на влакнестата структура на дърво; капилярни явления, предизвикани от кръвообращението процеси в кръвоносните съдове; адсорбционни процеси в малки пори адсорбенти, които са придружени от капилярна кондензация. Надигане в почвата и почвената влага растителност осигурява. За да се предотврати изсъхване на почвата (изпаряване на водата от повърхността) се извършва разхлабване (мъчителен), за да унищожи капилярите и пукнатини, през които се издига влага.

Интересен пример на прояви на капилярно налягане може да служи като затягане появата на капилярните сили между частиците, тромбоцитите в присъствието на течен слой между тях с вдлъбнат менискус (частици с добро омокряне течност).

Например, сух пясък - вещество частици. С леко навлажняване пясъка добре оформени, т. К. Частиците с капилярна сила, затягане частици. При силни пясъчни влага намазване, т. К. A менискус между частиците изчезва, частиците са заобиколени от течността.

Друг пример за свиване капилярна - е "залепване" един към друг стъклени плочи, разделени с много тънък слой вода (една капка). Такава плоча е много трудно да се разкъса.

3. Определения и характеристики на адсорбцията

Концентрация на газообразен или разтворено вещество в интерфейса - в повърхността на твърдо вещество или течност - наречен адсорбция.

Адсорбция се дължи на присъствието на адсорбционни сили с различен характер. За да се различава междумолекулна (ван дер Ваалс) и химически (йонен, ковалентно) сили между атоми и молекули на повърхността. Вещество, което може да побере (адсорбция) друго вещество на повърхността си, наречен адсорбента.

Адсорбиран вещество наречено адсорбат (понякога Адсорбатът).

В някои случаи, усвояването, която започна на повърхността, се простира дълбоко в абсорбера. Този процес се нарича усвояване. Ако абсорбция се придружава от химическо взаимодействие с вещество резорбируеми вещество - абсорбер такъв процес е известен като хемисорбция. Пример за хемисорбция може да показва поемането на въглероден оксид (IV) или серен оксид (IV) натронкалк (смес от натриев хидроксид и Са (ОН) 2), който чрез абсорбиране на газовете химически взаимодействат с тях. Химическа адсорбция практически необратимо.

Физическата адсорбция се дължи на ван дер Ваалс взаимодействия. Тя се характеризира с добра обратимост, липсата на стехиометрични съотношения намалява с повишаване на температурата адсорбция, близост ефекти адсорбционни топлини на изпаряване (обикновено 10-80 килоджаул / мол).

Адсорбция, абсорбция, и хемисорбция е общата представа за сорбция. Чрез сорбция е също така, капилярна кондензация. абсорбция zaklyuchayuschuyucya и кондензация в твърди порести адсорбенти на газове и пари. Най-важното е, адсорбция.

Адсорбция проучване започна през втората половина на ХVIII век с откриването на един немски учен Шеле адсорбция на въглеродни газове и работи с руски химик. открити и описани подробно оцветители абсорбционни въглен от разтвор. първият предложен за използване в промишлен мащаб за почистване въглища разтвори на замърсители (пречистване на алкохола от фузелово масло миризма питейна вода и така нататък.).

Но най-голямата развитието на учението за адсорбция постигнато през ХХ век, благодарение на работата. PA и сътр.

Процесът на адсорбция е обратимо, на частицата в слоеве на адсорбция не са фиксирани неподвижно, те осцилира, колкото по-близо до повърхността на адсорбента, след това от него. Някои от тях може да излиза извън рамките на силите на привличане на адсорбента. В този случай, има обратен процес - десорбция. т. е. да доведе молекули или йони адсорбира вещества от повърхността на адсорбента и грижи в заобикалящата ги среда.

С течение на времето, системата преминава в състояние на равновесие на адсорбция:

където средният брой частици, напускащи повърхностния слой става равен на средния брой частици, адсорбирани в същия интервал от време.

Адсорбция е селективно. Например, активен въглен абсорбира хлор, но не се адсорбира въглероден монооксид (II) - въглероден окис. Ето защо, маски не могат да бъдат използвани за потушаване на пожари, както и в зоната на пожара много въглероден монооксид (II).

Процесът на адсорбция е екзотермична и, следователно, в съответствие принцип Le Шателие с, с повишаване на температурата адсорбция намалява. Така вибрации частици адсорбирани на повърхността се увеличава, което води до равновесието се измества към десорбция.

Количествена мярка на адсорбция, Гибс, е стойността на G, наречен специфичен адсорбцията и определени като излишък (обикновено в мола) на компонента на единица площ на интерфейса:

където п - брой на моловете адсорбат;

S - площ.

Ако адсорбента е твърдо поресто тяло, общата повърхност на които не може да се определи, адсорбцията се отнася за единица тегло на адсорбента и е означен с А:

където х - размерът на адсорбирания материал (Kmol);

m - маса на адсорбент.

Адсорбция да отидете на повърхността на раздел следните фази: газ - твърдо, решението - твърдо вещество, газ - решение.

Зависимостта на адсорбция на системни параметри: налягане (концентрация) и температурата е описано изотерми и isobars адсорбция.

4. изотерми и isobars АДСОРБЦИЯТА

Това се нарича адсорбционната изотерма адсорбция А зависимостта на концентрацията на разтвореното вещество C (време на адсорбция на веществото в твърди или течни повърхности) или на частичен Р газ под налягане (адсорбцията на газове или пари на твърди повърхности) при постоянна температура.

Тази връзка е често представен графично като крива

А Ft = (C) - за разтвореното вещество

А = FT (F) - за газ /

Помислете за различните типове изотермите на адсорбция. Много по-експериментален материал ни позволи да се идентифицират три основни типа на изотермите на адсорбция.

Мономолекулни изотерма (Langmuir) адсорбция (Фиг.6) е характерно за газ (пара), адсорбиран върху някои твърди адсорбенти и адсорбцията на разтвореното вещество в разтвора на интерфейс - газ и твърди адсорбенти, поставени в разтвор.

тип Обяснение изотерма. При липса на адсорбираното вещество (C = 0, р = 0), цялата свободна площ на адсорбента. Чрез повишаване на концентрацията на разтвореното вещество (или газ под налягане) повърхност бързо започва да запълни адсорбционни молекули; адсорбция бързо увеличава (линейно), областта на незаета повърхност намалява. Молекулите е трудно да се намери свободно място, адсорбция на растеж се забавя. Когато цялата повърхност е покрита с мономолекулен слой (слой с дебелина една молекула), насищане настъпва или граничната адсорбция А ¥. По-нататъшно повишаване на концентрацията на адсорбция стойност вече не се променя, тъй като цялата повърхност е заета от адсорбираните молекули. Чрез повишаване на температурата на адсорбция намалява. Изотермата е по-ниска, но стойността на максималната адсорбция се запазва (т. К. областта на адсорбент не се променя), но постигане ¥ А настъпва при по-високи концентрации.

Фигура 6. мономолекулни на изотерма адсорбция (Т2> Т1)

Polymolecular адсорбционната изотерма (Фиг.7) са типични за адсорбцията на газове или пари на твърди адсорбенти. Изотерма образуват (S-образна изотерма) при ниско налягане прилича мономолекулярна адсорбционната изотерма (парцел Р1), т. Е. Една се формира на повърхностния слой на адсорбционни молекули. По-нататъшно повишаване на налягането на газа в първия слой може да вземе втори, трети, и така нататък. G. Molecular слой се случва polymolecular адсорбция, така адсорбционни увеличава рязко.

Първият слой се задържа върху адсорбента адсорбент сили молекулно взаимодействие - адсорбат. и втората и третата слоеве се задържат от сили на привличане между адсорбат молекули. Концентрация на адсорбционни резултатите от повърхността в този газ (пара) се кондензира и кондензатна течност слой, образуван по повърхността на адсорбента.

Фигура 7. Изотерма многослоен адсорбция

Ps - налягането на парите

изотермите на адсорбция с капилярна кондензация (Фиг.8) са типични за газове (пари) адсорбирани върху порьозни адсорбенти. Тези изотерми за изотерми, подобни на многослойна адсорбция, но те също имат някои различия. Пореста адсорбенти имат множество пори, които представляват капилярен. При образуването на polymolecular слой по стените на порите настъпва извита (вдлъбната) повърхност раздел течни фази - налягането на парата пара-горе, които по-малко от над плоска повърхност. Ето защо, в порести материали пара кондензира при по-ниски налягания и кондензация е да попълните всички пори. Този процес завършва по-рано, отколкото се постига налягането на наситената пара. Ето защо, изотермите на адсорбция се приближава до граничната стойност (всички пори са запълнени, адсорбция не излиза).

Фигура 8. Многослойно адсорбционната изотерма,

усложнява от капилярна кондензация

Ps - налягането на парите

Isobars и isopycnal адсорбция

Адсорбция Isobar наречен зависимостта на адсорбция газ (или пара) към твърд адсорбент от температура при парциално налягане постоянен газ (р) А = FP (Т)

Isopycnals наречени адсорбция зависимост от адсорбцията на разтвореното вещество от температурата, при постоянна концентрация на разтвореното вещество А = FC (Т)

Процесът на адсорбция е екзотермична и, следователно, в съответствие принцип Le Шателие с повишаване на температурата с количеството на физическа адсорбция е намалено (Фигура 9). С увеличаване на температурни колебания повърхностно адсорбираните видове са амплифицирани, те се отделят от повърхността, равновесието се измества към десорбция.

Фигура 9. Isobar (Р = конст) или изопикнотичния линия (G = конст) адсорбция.

Описание на адсорбционни взаимодействието на молекулите и молекулите на адсорбента е много сложно и все още нерешен проблем до края. Помислете за някои адсорбционни теории ще бъдат покрити в следващата лекция.

Днес ние се срещна с основните видове повърхностни явления: намокряне, разпространение и адсорбция. Следващата лекция ще бъде посветена на подробно разглеждане на явленията на адсорбция, които играят съществена роля в природата, обработва.

Асистент на Фош