Вопрос 30. Адсорбционные равновесия на неподвижных границах раздела фаз.

Твердое тело, на поверхности которого происходит адсорбция, называется адсорбентом; вещество, которое адсорбируется на поверхности адсорбента, называютадсорбатом.

В зависимости от характера действующих сил различают физическую и химическую адсорбцию.

Для Физическойадсорбции характерна величины небольшая теплота(ΔН от- 4 до -40 кДж/моль) и обратимость процесса. Адсорбция газов твердыми телами протекает с большой скоростью, поэтому адсорбционное равновесие устанавливается практически мгновенно :

Адсорбент + Адсорбат ↔ адсорбционный комплекс.

Поглощение вещества всей массой адсорбента называется абсорбцией. Переход поглощаемого газа или пара в жидкое состояние в узких порах адсорбента называется капиллярной конденсацией.

Сорбцияпредставляет собой сложный физико-химический процесс, который можно рассматривать как сумму более простых процессов- адсорбций, абсорбций, капиллярной конденсации.

Поглотитель принято называть сорбентом, а поглощаемое вещество – сорбтивом или сорбатом.

Если поглощение сорбтива происходит вследствие его химического взаимодействия с сорбентом, то такой процесс называется хемосорбцией. Она часто протекает только на поверхности сорбента.

Адсорбция газов на твердых телах – экзотермический процесс, т.е. с выделение теплоты.

Адсорбция зависит от температуры, давления и природы адсорбата, удельной поверхности и природы адсорбента.

Уравнение Лэнгмюра:

a=a∞ =p/ α +p

a– адсорбция при данных условиях,

a∞ - предельная адсорбция,

α – константа адсорбционного равновесия, p– давление адсорбата.

Советский физико-химик П.А. Ребиндер сформулировал правило выравнивания полярностей:

На полярных адсорбентах лучше адсорбируются полярные адсорбаты из малополярных растворителей; на неполярных адсорбентах – неполярные адсорбаты из полярных растворителей.

Различают три вида адсорбции сильных электролитов: эквивалентную, избирательную и обменную.

Избирательная адсорбцияподчиняется правилу:

На поверхности данного адсорбента преимущественно адсорбируются те ионы, которые могут достаивать кристаллическую решетку этого адсорбента.

Значение адсорбционных процессов для жизнедеятельности:

Роль адсорбцииобусловлена наличием в организме огромного количества самых разнообразных поверхностей раздела - стенок сосудов, поверхности клеток, клеточных ядер и вакуолей, коллоидных частиц протоплазмы и, наконец, поверхности раздела между организмом и средой.

Исследования последних лет показали, что пищевые вещества, как правило, являются поверхностно-активными веществами, и потому первым этапом их усвоения является адсорбция, а процесс их химического превращения уже вторичен.

Гемосорбция— метод лечения, направленный на удаление из крови различных токсических продуктов и регуляциюгомеостазапутем контакта крови ссорбентомвне организма. Это разновидность процессасорбции, при котором частицы поглощаемого вещества ипоглотителивступают в химические взаимодействия.

Ионитышироко используются в медицине для консервирования крови. Аниониты применяют в качестве антацидных средств, а катиониты – для предупреждения и лечения отеков, для предотвращения ацидоза.