ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Молекулярная адсорбция из растворов из "Курс коллоидной химии" Иногда, когда известна удельная поверхность адсорбента, величину адсорбции относят к единице поверхности (обычно к 1 см ). [c.137] Влияние природы среды. Поскольку, как уже было указано, при адсорбции из раствора молекулы адсорбтива и среды являются конкурентами, очевидно, чем хуже адсорбируется среда на адсорбенте, тем лучше будет происходить адсорбция растворенного вещества. Исходя из того, что поверхностно-активные вещества обладают малым поверхностным натяжением, можно считать, что чем больше поверхностное натяжение самой среды, тем меньше ее молекулы способны к адсорбции на твердом теле и тем лучше на нем адсорбируется растворенное вещество. Именно поэтому адсорбция на твердом теле обычно хорошо идет из водных растворов и гораздо хуже из растворов в углеводородах, спиртах и других органических жидкостях со сравнительно малым поверхностным натяжением. [c.138] Разность полярностей поверхностей на второй границе раздела всегда меньше, чем на первой, а поэтому E Eг и С 0. Теплота смачивания обычно колеблется в пределах 1—20 кал на I г адсорбента и, понятно, зависит как от значений 1 и Ег, так и от пористости или дисперсности адсорбента. [c.138] Диэлектрическая проницаемость до некоторой степени является мерой полярности вещества следовательно, существует известная связь, с одной стороны, между диэлектрической проницаемостью жидкостей и с другой — адсорбционной способностью в этих жидкостях различных адсорбтивов. [c.139] В первом приближении можИо также принять, что чем лучше среда растворяет адсорбтив, тем хуже идет в этой среде адсорбция. Это положение является одной из причин обращения правила Дюкло — Траубе. Так, когда адсорбция жирной кислоты происходит на гидрофильном-адсорбенте (например, силикагеле) из углеводородной среды (например, из бензола), адсорбция с увеличением молекулярного веса кислоты не возрастает, как это следовало бы из правила Дюкло — Траубе, а уменьшается, так как высшие жирные кислоты лучше растворимы в неполярной среде. [c.139] Влияние свойств адсорбента и адсорбтива. На адсорбцию из растворов сильно влияют полярность и пористость адсорбента. Неполярные адсорбенты, как правило, лучше адсорбируют неполярные адсорбтивы, а полярные адсорбенты — полярные адсорбтивы. [c.139] Влияние пористости адсорбента зависит от соотношения размеров пор адсорбента и молекул адсорбтива. При увеличении пористости адсорбента адсорбция малых молекул адсорбтива из растворов обычно возрастает, так как мелкопористые адсорбенты. [c.139] Понятно, что на непористых, с гладкими поверхностями адсорбентах такого обращения правила Дюкло — Траубе наблюдаться не может. [c.140] Из правила уравнивания полярностей также вытекает, что чем больше разность полярностей между растворимым веществом и раствором, т. е. чем меньше растворимость вещества, тем лучше оно будет адсорбироваться. [c.140] Из правила П. А. Ребиидера также следует, что дифильные молекулы поверхностно-активного вещества должны ориентироваться-на границе раздела адсорбент — среда таким образом, чтобы полярная часть молекулы была обращена к полярной фазе, а неполярная часть — к неполярной. Воздух, если он является одной из фаз, можно считать неполярной фазой. Ориентацию молекул дифильных веществ, например, молекул жирной кислоты, на границе раздела между различными фазами поясняет схема, представленная на рис. VI, 1. [c.141] Помимо общих положений о влиянии, природы адсорбтива на адсорбцию имеется и ряд частных правил. Так, с увеличением молекулярного веса способность вещества адсорбироваться возрастает. Именно поэтому алкалоиды, а также красители, обладающие обычно высокими молекулярными весами, хорошо адсорбируются. Замечено также, что ароматические соединения вообще адсорбируются лучше, чем алифатические, а непредельные соединения, лучше, чем насыщенные. Наконец, так же как и при адсорбции на границе раствор — воздух, при адсорбции жирных кислот и спиртов на твердых веществах качественно соблюдается известное правило Траубе. [c.141] Влияние времени, температуры и концентрации раствора. Адсорбция вещества из раствора идет медленнее адсорбции газа, так как уменьшение концентрации в граничном слое может восполняться только путем диффузии, происходящей в жидкости в общем довольно медленно. Для ускорения установления адсорбционного равновесия рри этом часто применяют перемешивание системы. [c.141] Особенно медленно происходит адсорбция больших молекул на адсорбенте с достаточно узкими капиллярами. В этих условиях. [c.141] При повышении температуры адсорбция из-раствора уменьшается, однако обычно в меньшей степени, чем адсорбция газов. [c.142] Однако, когда растворимость малорастворимого адсорбтива в растворителе с увеличением температуры повышается, адсорбция также может возрастать вследствие достижения значительно более высоких концентраций равновесного раствора. Такое явление наблюдается, например, при адсорбции нафталина на гидроксилированной поверхности кремнезема из раствора в -гептане. [c.142] Следует заметить, что адсорбция из раствора определяется не полным значением потенциальной энергии системы молекула адсорбтива— адсорбент, как это имеет место при адсорбции газа при малом давлении, а разностью потенциальных энергий молекулы адсорбтива по отношению к адсорбенту и по отношению к растворителю. Поэтому теплота адсорбции адсорбтива из раствора обычно в несколько раз меньше его адсорбции на том же адсорбенте из газовой фазы. [c.143] В заключение отметим, что адсорбция жирных кислот и ряда других поверхностно-активных веществ из их растворов в неполярных жидкостях может приводить к формированию на поверхности твердых тел граничных полпмоле-кулярных слоев толщиною 0,05—0,5 к.км. Как показали Б. В. Дерягин с сотр. и Г. И. Фукс с сотр., механпческие свойства таких слоев отличаются от свойств объемных слоев раствора и зависят от структуры и молекулярного веса молекул поверхностно-активного вещества. Было также показано, что толщина граничного слоя растворов жирных кислот Е гексане или бензоле является линейной функцией длины углеводородного радикала, а температура, плавления этого слоя (снижение механических свойств до значения свойств объема раствора) зависит от температуры плавления соответствующих поверхностно-активных веществ. Граничные слои обеспечивают устойчивость дисперсных систем в неполярных жидкостях и играют важную роль в действии смазочных масел. [c.143] Значение адсорбции из растворов в природе и технике. Адсорбция из растворов имеет огромное значение для большинства физико-химических процессов, происходящих в растительных и животных организмах. Явления химических превращений при усвоении питательных веществ обычно начинаются с накопления реагирующих веществ на поверхности природных катализаторов — ферментов. Проникновение веществ в организм через полупроницаемые перегородки также обычно начинается с явления адсорб-. ции, происходящего на поверхности раздела. [c.143] В технике молекулярная адсорбция из растворов получила очень широкое применение. Т. Е. Ловиц впервые применил адсорбцию еще в ХУП1 в. для очистки древесным углем растворов от различных примесей. В настоящее время обычный способ осветления сахарных сиропов осуществляется обработкой их активным углем. Смазочные масла также очищают с помощью специальных глин, действующих в качестве адсорбента. [c.143] Путем адсорбции извлекают малые количества веществ, растворенных в больших объемах жидкости. Этим, например, пользуются в технологии редких элементов. [c.143] Вернуться к основной статье