ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общий обзор сорбционных явлений из "Краткий курс коллойдной химии" Сорбция И классификация сорбционных явлений. Среди явлений, происходящих на поверхности раздела фаз в гетерогенных системах, особенно большое значение—не только теоретическое, но и практическое—имеют явления, сопровождающиеся изменением концентрации компонентов и получившие общее название сорбционных. [c.72] Сорбцией в широком смысле называется процесс самопроизвольного поглощения одного вещества другим, происходящий в гетерогенной системе в месте соприкосновения двух или более фаз. [c.72] То вещество—жидкое или твердое,—которое в гетерогенной системе является поглотителем, обычно носит название сорбента, а вещество поглощаемое, содержащее поступательно движущиеся частицы—в виде газа (пара), чистой жидкости, раствора или взвеси,—носит название сорбтива. [c.72] Сорбционные процессы, в зависимости от того, насколько глубоко проникают подвижные частицы сорбтива в сорбент, а также в зависимости от характера взаимодействия компонентов в этих процессах, выражаются в различных формах и носят различные названия. [c.72] в зависимости от того, ограничивается ли взаимодействие между частицами сорбтива и частицами сорбента только проявлением когезионных и адгезионных (вандерваальсовых) сил или же это взаимодействие обусловливается проявлением валентных (химических) сил, следует от физической сорбции отличать так называемую хемосорбцию, как процесс, сопровождающийся образованием нового компонента. В свою очередь, хемосорбция подразделяется на абсорбционную и адсорбционную. [c.73] Необходимо, однако, подчеркнуть, что между физической сорбцией, хемосорбцией и типичной химической реакцией весьма трудно провести границы, и потому такое деление имеет лишь условный характер. [c.73] Несколько обособленно стоит сорбционный процесс, получивший название капиллярной конденсации, заключающийся не только в поглощении, но и в конденсации твердым пористым сорбентом, например активированным углем, газов и паров. По проникновению газообразного сорбтива во весь объем сорбента этот процесс можно было бы назвать абсорбцией однако, так как это проникновение не является проникновением между частицами сорбента, а лишь накоплением сконденсированной жидкости внутри капилляров, то его с одинаковым правом можно отнести и к поверхностной сорбции, т. е. к адсорбции (стр. 75). [c.73] Абсорбция по -существу представляет собою процесс растворения одного вещества (абсорбтива) в другом (абсорбенте), как результат диффузии подвижных частиц, начинающийся на границе раздела двух фаз и распространяющийся затем на весь объем абсорбента. [c.73] Распределение вещества между фазами подчиняется закону Генри, известному из физической химии. [c.73] Хемосорбция, как уже говорилось, заключается не только в процессе физического поглощения вещества, но и в химическом взаимодействии сорбтива с сорбентом с образованием нового химического вещества. Процесс этот может выражаться в различных формах. [c.73] В ЭТОМ случае сорбционный процесс в первой его стадии носит типично поверхностный (адсорбционный) характер, но в дальнейшем, по мере проникновения молекул газа вглубь сорбента, он постепенно принимает объемный (абсорбционный) характер. [c.74] Однако нередко наблюдаются случаи, когда вновь образовавшееся химическое соединение образует на твердой поверхности сорбента столь прочную пленку, что через нее дальнейший доступ молекул газа вглубь сорбента совершенно прекращается, и таким образом хемосорбция приобретает кажущийся адсорбционный характер. В качестве примера можно привести процесс пассивирования стали путем азотирования ее поверхности, сопровождающегося образованием на этой поверхности тонкой и прочной пленки из нитрида железа. [c.74] Наконец, в процессах хемосорбции возможны, как это установил Н. А. Шилов, случаи образования так называемых поверхностных соединений, когда между поверхностными атомами адсорбента и атомами адсорбтива устанавливается химическая связь однако в результате ее не образуется новой фазы и нового химического соединения, которое можно было бы выделить особо, так как поверхностные атомы адсорбента продолжают сохранять связь и с остальными глубже лежащими его атомами. Такие поверхностные соединения в виде своеобразных окислов, по-видимому, образуются на границе соприкосновения угля и стали с кислородом воздуха, обусловливая в последнем случае пассивирование металла. Вопрос этот, еще мало разработанный, имеет большое будущее как в теоретическом, так и особенно в практическом отношении. [c.74] В заключение отметим, что в типичных случаях хемосорбцию легко отличить от физической абсорбции и адсорбции по значительно большему количеству выделяющейся при хемосорбции теплоты (порядка теплот образования химических соединений). [c.74] Капиллярная конденсация играет большую роль в объяснении явления так называемого гистерезиса оводнения и обезвоживания в неэластичных гелях, к которому мы обратимся значительно позднее. [c.75] Адсорбция, или поверхностная сорбция, в широком смысле означает всякое изменение концентрации вещества у поверхности раздела двух фаз, а в более узком и употребительном смысле означает накопление (концентрирование) одного из веществ у поверхности раздела двух фаз, из которых одна обычно является твердым телом. [c.75] Изучение адсорбции началось еще во второй половине ХУИ столетия с открытия адсорбции газов углем немецким ученым Шееле и с работ русского химика Т. Е. Ловица, открывшего и подробно описавшего поглощение красящих веществ из растворов углем и впервые же предложившего употребление в производственных масштабах углей для очистки растворов от вредных примесей (для очистки спирта от сивушных масел, для дезодорации питьевых вод и пр.). [c.75] В дальнейшем своего наибольшего развития учение об адсорбции достигло только в XX столетии, начиная с известных исследований Н. Д. Зелинского и Н. А. Шилова (изобретение противогаза с твердым адсорбентом и теория его действия, 1916 г.). Значительные работы по адсорбции теоретического и прикладного характера проведены М. М. Дубининым, М. С. Цветом, Б. В. Ильиным, А. В. Раковским, П. А. Ребиндером, А. Н. Фрум-киным и многими другими. [c.75] В соответствии с общей терминологией по сорбции вещество (большей частью твердое), на поверхности которого происходит накопление другого вещества, носит название адсорбента, а вещество поглощаемое—адсорбтива, или адсорбата. [c.75] Вернуться к основной статье