Este necesar să se facă distincția între termenii „adsorbție“ și „absorbție“. Spre deosebire de absorbție de adsorbție nu este absorbția suprafeței substanței, și o cantitate de fază. Exemplele includ dizolvarea gaz într-un lichid (de exemplu, mare și apă râu conține întotdeauna o anumită cantitate de oxigen, asigurarea activității vitale a animalelor și plantelor, acidul clorhidric format în absorbția de acid clorhidric în apă) sau solid, de exemplu, metalul (absorbția hidrogenului în paladiu) . Ambii termeni - adsorbție și absorbție are loc din cuvântul latin sorbeo, ceea ce înseamnă „înghiți“, „Retractor“. Prin urmare, atunci când nu este necesar să se distingă caracterul de absorbție - suprafață sau volum, sau când caracterul mixt, sau, în cele din urmă, nu se știe - utilizează termenul „sorbție“.
Fig. 1.1 sunt derivate din termenii, recomandările relevante ale Uniunii Internaționale de Chimie Pură și Aplicată. Absorbantul numit adsorbant.
Dacă doriți să se precizeze în același timp natura de absorbție, se folosește termenul de „absorbant“ sau „absorbant“. substanță Absorbiți mediul gazos menționat sorbtivom (respectiv adsorbatul sau absorbtivom) în faza de adsorbție - sorbat (în consecință, absorbat sau adsorbat).
Care sunt cauzele adsorbtie? Să considerăm acest lucru un exemplu de gaz sistem - solid. Atomii și moleculele care formează solide forțe interconectate de interacțiune natură chimică și fizică. Acest electrostatic sau coulombică conexiune tipică Grile ionice (NaCl, KC1, etc.), care rezultă din transferul de electroni de la donator la acceptor; legături covalente, rezultând în schimbul de electroni (zabrele atomic de diamant, grafit); conexiune de metal cauzată de schimbul de electroni în rețeaua de metal; obligațiuni van der Waals între moleculele din cristalele de compuși organici. Indiferent de natura acestor forțe, particulele (atomi sau molecule) dispuse în interiorul solidului, sunt expuse forțe identice în toate direcțiile și rezultanta acestor forțe este egală cu zero. Particulele de același lucru la suprafață, sub influența forțelor neechilibrate cu rezultanta lor îndreptată într-o suprafață a corpului solid tinde să scadă. Prin urmare, solide ca lichid au o tensiune superficială, în care magnitudinea sa la solide mai mari decât cea a lichidului. Dezechilibrul rezultat al forțelor de pe suprafața există un câmp de forță. Moleculele de gaz izbitoare suprafata, sunt păstrate de ceva timp în domeniul de forță, ceea ce duce la fenomenul de adsorbție.
Descrierea termodinamică a acestui fenomen este prin expresia suprafeței libere a energiei G Gibbs,
unde A - aria suprafeței și # 963; - tensiune poverhnostnoe-.
Orice proces care conduce la o reducere a energiei libere de suprafață este spontană. Pentru o picătură de lichid este de a reduce reducerea suprafeței este realizată - aceasta adoptă o formă sferică. Pentru un corp rigid - sistem rigid - O reducere imposibilă. Pentru el G scade din cauza tensiunii de suprafață. Atomii sau molecule ale gazului, prin absorbția la suprafață, o parte a compensa forțele de dezechilibru și, astfel, reduce tensiunea superficială. Astfel, cauza adsorbție - nesaturării atomii de suprafață și moleculele corpului solid - o stare specială, în care particulele sunt la suprafață, în comparație cu starea lor în volum de fază.
2.2. Efectul termic al adsorbției
Pentru a găsi semnul efectului termic al proceselor de adsorbție, ia în considerare bine-cunoscut relația termodinamică
aici # 916; H - schimbarea entalpie a suprafeței sistemului, # 916; G -change energia liberă de suprafață, # 916; S - schimbarea de entropie a suprafeței, T - temperatura absolută. Când procesul de adsorbție spontană G scade. Entropy în timpul adsorbției este de asemenea redusă, deoarece numărul de grade de libertate în molecula pe scăderile de suprafață comparativ cu starea în fază gazoasă. Acesta poate fi redus cu un grad de absorbție non-localizate sau trei - pentru localizate. Numărul de grade de libertate de rotație poate fi de asemenea redusă pentru moleculele non-sferice. Deoarece partea dreaptă a ecuației (2.2) când ambii membri ai adsorbției au o valoare negativă, prin urmare, schimbarea entalpie și are, de asemenea, un semn negativ, adică, efectul termic al unui semn plus. Acest lucru înseamnă. Căldura de adsorbție trebuie alocate. Într-adevăr, aproape toate procesele de adsorbție sunt exoterme. Excepțiile sunt rare, ele se găsesc doar în câteva cazuri, chemosorbtie, pentru care variația de entropie depinde nu numai de schimbări în natura moleculelor, dar, de asemenea, prin interacțiunea chimică cu adsorbantul.