9. Що називається адсорбцією і як кількісно її характеризують? Визначте що таке ізотерма, ізостера й ізопікна адсорбції.

До явищ, що відбуваються внаслідок прагнення поверхні до зменшення σ належить адсорбція – самочинний перерозподіл компонентів між поверхневою та об'ємною фазами, віднесений до одиниці поверхні. Внаслідок адсорбції відбувається перерозподіл компонентів між об'ємними фазами і поверхневим шаром. Це приводить до зміни хімічних потенціалів компонентів. Якщо адсорбція йде з багатокомпонентної системи, то до поверхневого шару йде той компонент, який щонайбільше знижує поверхневий натяг. Процес адсорбції класифікують відповідно до типу взаємодії адсорбату з адсорбентом. Взаємодія може відбуватися за рахунок фізичних сил або внаслідок хімічної реакції між адсорбатом та адсорбентом, причому, останнє може йти за типом приєднання або як іонний обмін. Під час фізичної адсорбції поверхнева енергія завжди зменшується, а під час хімічної вона може навіть і зростати на фоні зменшення енергії всієї системи. Речовина, на поверхні якої відбувається адсорбція – адсорбент (твердий чи рідкий). Речовина, що адсорбується – адсорбат (газ чи рідина). Процес, зворотний адсорбції – десорбція. Вид адсорбції залежить від агрегатного стану адсорбенту та адсорбату (газ–рідина, газ–тверде тіло, рідина–тверде тіло та ін).

Кількісні величини адсорбції: А – число моль або грамів адсорбата на одиницю площі поверхні або на одиницю маси адсорбенту; Г – надлишок адсорбата в поверхневому шарі в порівнянні з її кількістю в такому ж об'ємі фази, також віднесений до одиниці площі поверхні або до одиниці маси адсорбенту (гіббсівська адсорбція).

Для компонента (адсорбата) і, що розподіляється:

(2.1)

де с_і – концентрація адсорбата в об'ємі; h – товщина поверхневого шару.

Адсорбція залежить від температури (Т), парціального тиску (р) або рівноважної концентрації адсорбату (с), а також від спорідненості адсорбата і адсорбента (селективності):

А=f(с,T) = f'(p,T).

Вважаючи один з параметрів сталим, можна дістати такі види залежностей:

А=f(c), А=f(р), при Т=const – ізотерма

А=f(Т), при с=const – ізопікна

А=f(Т), при р=const – ізобара

р=f(Т), с =f(Т), при А=const – ізостера

Ці залежності пов'язані між собою математично:

(2.2)

Це рівняння дозволяє знайти будь-яку з похідних, якщо відомі інші. Рівняння стану адсорбційної рівноваги може бути записано і відносноно σ:

σ = f(c,T) = f'(p,T)

(2.3)

10.Яке співвідношення між надлишковою Г і абсолютною адсорбціями А? У яких випадках можна прийняти А = Г?

Кількісні величини адсорбції: А – число моль або грамів адсорбата на одиницю площі поверхні або на одиницю маси адсорбенту; Г – надлишок адсорбата в поверхневому шарі в порівнянні з її кількістю в такому ж об'ємі фази, також віднесений до одиниці площі поверхні або до одиниці маси адсорбенту (гіббсівська адсорбція).

Для компонента (адсорбата) і, що розподіляється:

(2.1)

де с_і – концентрація адсорбата в об'ємі; h – товщина поверхневого шару.

Якщо речовина має велику поверхневу активність , то концентрування її на поверхні зумовлює нехтовно малі концентрації речовини в об'ємі порівняно з поверхнею. Це дозволяє знехтувати різницею між А та Г. Для поверхнево-активних речовин .