Адсорбция это что за процесс, его виды и область применения

Содержание:

Область применения абсорбентов

Виды адсорбции

Адсорбирование - это поверхностный процесс. Возможен он на границе двух субстанций. В зависимости от того, какое взаимодействие сорбента и сорбата, выделяют несколько видов:

физическая;
химическая;
активированная.

Физическая адсорбция

Это слабый и обратимый вид сорбции, при котором происходит физическое притяжении между сорбентом и сорбатом.

Процесс обусловлен Ван-Дер-Ваальсовыми силами. Они могут быть трех видов: дисперсионными, ориентационными и индукционными. Чаще всего силы являются дисперсионными. Во время взаимодействия сорбат и поверхность сорбента поляризуются, происходит выделение теплоты. Тепла при этой реакции выделяется мало, приблизительно 10 – 30 кДж/моль. При этом количество выделяемого тепла зависит от площади взаимодействия между сорбатом и сорбентом.

Также стоит понимать, что экзотермический процесс физической адсорбции является обратимым и характеризуется уменьшением энтропии. В процессе физической сорбции никогда не осуществляется распада вещества, фактически отсутствует диссоциация.

Химическая адсорбция

Химическая сорбция - это вид адсорбирования, в результате которой возникает химическое взаимодействие сорбирующей поверхности и адсорбатива. Происходит образование новой ковалентной связи.

Особенность хемосорбции заключается в том, что образуются очень прочные связи. Вещество, подвергшееся хемосорбции сложно убрать с сорбируемой поверхности. Особенность хемосорбции в том, что она высоко специфична, в отличие от физической. Также хемосорбция происходит при более высоких температурах.

Активированная адсорбция

Активированная сорбция — вид сорбции, возникающий за счет реакции между адсорбентом и сорбатом, при котором молекулы адсорбента, провзаимодействовавшие с частицами адсорбата, задерживаются в кристаллической решетке адсорбента. Протекает этот процесс медленно, необратимо и с выделением большого количества теплоты, до нескольких сотен кДж на моль сорбата.

Область применения абсорбентов

Область применения сорбентов очень велика. В настоящее время используется практически во всех отраслях.

Она включает в себя:

Химическую промышленность - для очищения газообразных веществ и жидкостей от загрязнений, а также для разделения смесей субстанций.
Фармацевтическую промышленность - для очищения и разделения биологически активных добавок, а также для создания лекарственных препаратов.
Пищевую промышленность - для очистки и фильтрации продуктов питания, таких как соки, вина и масла. Для удаления нежелательных вкусов, запахов или цвета из продуктов, например, при использовании крахмала или активированного угля.
Очистку воды - для удаления загрязнений из воды и очистки ее для питьевого потребления при использовании угля активированного или ионитов.
Аналитическую химия - для изучения свойств и состава различных субстанций и материалов.
Электронику - для очистки вакуумных камер и удаления загрязнений с поверхностей электронных компонентов.
Окружающую среда - для очистки загрязненных почв и водных ресурсов.
В катализе адсорбция может быть использована для удержания реагентов на поверхности катализатора, что ускоряет химические реакции.
В медицине: адсорбция может быть использована для удаления токсинов из организма пациента, например, при использовании гемосорбции или плазмафереза. Также широко известно в медицине использование активированного угля при отравлении.

Также явление сорбции широко используют в противогазах. Активированный уголь используют для поглощения таких ядов как зарин, зоман. Хлор. Для поглощения синильной кислоты и мышьяковистого водорода уже используют явление хемосорбции.