17. Elektrolüütide adsorptsioon

Siin põhjustavad adsorptsiooni elektrostaatilised jõud. Kuna praktilist tähtsust omavad

elektrolüüdid vees, siis vaatleme vaid vesilahuseid. Ioonid adsorbeeruvad polaarsetel kristalli

pindadel. Kui kristalli pinnal on laeng, siis adsorbeerib see vastasmärgilised ioonid. Ioonide raadius mõjub tugevasti nende adsorptsioonivõimele. Mida suurem on iooni raadius, seda paremini ioon adsorbeerub, selletõttu et mida suurem on iooni raadius, seda väikesem on iooni hüdratatsioon. Adsorbeerunud ioonide hüdratatsioon aga vähendab iooni ja pinna elektrilist vastumõju. Mida suurem on iooni valents, seda tugevamini ta seob end vastasmärgilise pinnaga. Seepärast Al³⁺ adsorbeerub paremini kui K^+. Adsorptsiooni kristalli pinnale võib vaadelda kui kristalliseerumise jätku. Kristalli saab edasi ehitada aga nende ioonidega, millest kristall juba koosneb.

18. Vahetusadsorptsioon. Ioonvahetus muldades

Kui adsorbendi pinnale on juba mingi elektrolüüt adsorbeerunud, siis selle adsorbendi kokkupuutel teise elektrolüüdiga võib toimuda vahetusadsorptsioon. Selle

käigus võetakse lahusest ühte liiki ioone ja antakse tagasi teist liiki ioone. Mõned

seaduspärasused sellele adsorptsiooni liigile:

a) Vahetusadsorptsiooni adsorbente jaotatakse happelisteks ja aluselisteks. Happelised

adsorbendid on võimelised vahetama katioone, aluselise adsorbendid aga anioone. On

olemas ka amfoteerseid adsorbente, millised ühtedel tingimustel on võimelised vahetama

katioone, teistel tingimustel aga anioone. Oma olemuselt on vahetusadsorptsioon lähedane

keemilisele reaktsioonile.

b) Vahetusadsorptsioon (VA) on üldiselt pööratav, kuid mitte alati.

c) VA on aeglasem kui molekulaarne adsorptsioon.

d) VA käigus võib muutuda lahuse pH. See toimub juhul, kui vahetusse läheb vesinik või

hüdroksüülioon. Vahetusadsorptsioon esineb kõikjal.

Mulla tinglik vahetusmahtuvus – vahetatavate soola ioonide hulk (g-ekvivalentides), mida neelab 1 kg ioniiti antud pH, kontsentratsiooni ja lahuse koostise juures. Pinnase vahetusmahtuvus määrab suures osas pinnase kvaliteedi. Mustmullas on vahetusioonideks Ca²⁺ ja Mg²⁺ ioonid. Vahetusadsorptsioonil vahetuvad need näiteks K⁺ ja NH4⁺ ioonidega, millised on vajalikud taimede kasvuks. Eralduvad Ca²⁺ ja Mg²⁺ ioonid. Anioonid Cl^-, NO^3- ja SO4^2- peaaegu ei adsorbeeru mullas. Turbamullas on H⁺ ioonid, mida taimedele vaja ei lähe ja mida on raske vahetada. Happelistele muldadele veetakse lupja, selleks et raskelt vahetatavad ja taimedele kasutud H+ ioonid asendada Ca²⁺ ja Mg²⁺ ioonidega.

19. Märgumine. Kohesioon. Adhesioon

Märgumine:

Asetame tilga tahke keha pinnale. Võib esineda kolm juhust:

1. vedelik läheb pinnale laiali kuni monomolekulaarse kihi moodustumiseni.

2. Tilk läheb osaliselt laiali. Märgumisnurk on teravnurk. Seejuures tahke pind märgub.

3. Tilk jääb pinnale kerakujulisena. Tekib nüri märgumisnurk.

Märgumisnurga suurust saab seletada pindpinevusjõududega. Kui vedelikuks on vesi, siis pind on kas hüdrofiilne või hüdrofoobne. Kui tilk on õli, siis pind on tema jaoks kas oleofiilne või oleofoobne. Erinevate faaside vahel olevate pindpinevusjõudude tasakaal:

tg = tv + vgcosSellest saame Laplace-Jungi võrrandi: cos

Märgumisel 0 < < 90⁰ või 0 < cos< 1

Täielikul märgumisel = 0 cos= 1; ja tg = tv + vg

Mittemärgumisel 90⁰ < < 180⁰ , -1 < cos< 0

Täielikul mittemärgumisel = 180⁰; cos= -1; ja tv = tg + vg

Kohesioon: on töö ühtlase mahulise faasi katkestamiseks ühikulise katkepinna kohta. Kohesioon avaldab vastupanu aine dispergeerimisele. Lahtirebimisel moodustub kaks ühesuguse suurusega pinda. Uue faasi moodustamiseks tuleb kulutada energiat. Kohesioonitöö gaasikeskkonnas: Wk=2vg. Kohesioonitöö vaakumis: Wk=2B.

Adhesioon: on töö faasidevahelise pinna katkestamiseks. Seda tööd tarvitatakse kahe uue pinna moodustamiseks. Piirpind kaob. Adhesiooni mõõduks on pindade lahtirebimiseks kuluv töö pinnaühiku kohta (Wa). Seda mõõdetakse samades ühikutes kui pindpinevust ( J/m²). Viies (t) ja (v) kokku, tekib faasidevaheline pindpinevus tv. Faasidevaheline pindpinevus muutub võrdseks nulliga, kui kaob faasidevaheline piirpind. See toimub siis, kui faasid lahustuvad teineteises täielikult. Eristatakse adhesiooni kahe vedeliku, vedeliku ja tahke aine ning kahe tahke aine vahel.