21. Практичне використання адсорбції

Адсорбція з розчинів на поверхні твердих тіл є основою для багатьох фізико-хімічних процесів. З кожним роком розширюється коло науковотехнічних завдань, пов'язаних з використанням адсорбційних процесів.

Адсорбційне розділення та очистка речовин досить давно застосовується в різноманітних галузях хімічної, нафтохімічної, газової, фармацевтичної та харчової промисловості . Велике практичне значення процес адсорбції має в цукровій галузі. Якість білого кристалічного цукру, зокрема його чистота та забарвленість, залежать від того, наскільки якісно проведена адсорбційна очистка цукрових соків та сиропів.

Дослідження процесів адсорбції барвних речовин із цукрових розчинів та підбір ефективних вітчизняних природних сорбентів для їх видалення є актуальним, оскільки забарвленість цукру, який виробляється в Україні, досить висока і не відповідає нормам Міжнародних стандартів якості .

Адсорбційний метод є з найпоширеніших засобів захисту повітряного басейну від забруднень. Основними промисловими адсорбентами є активовані вугілля, складні оксиди імпрегнування сорбента. Активоване вугілля (АУ) нейтральний стосовно полярним інеполярним молекулам адсорбованих сполук. Він менш селективне, ніж багатьох інших сорбенти, і одна із небагатьох, придатних до роботи у вологих газових потоках. Активоване вугілля використовують, зокрема, очищення газів від смердючих речовин, рекуперації розчинників тощо.

22. Особливості_полярної_адсорбції. Адсорбційна здатність та ряди Гофмейстера

При адсорбції з розчинів поряд з поглинанням нейтральних молекул часто відбувається і адсорбція іонів , що містяться в розчині. Це призводить до деяких своєрідних явищ. Подібні процеси називаються полярною адсорбцією і зазвичай супроводжуються явищем обміну іонами між адсорбентом і розчином , явищем , званим обмінною адсорбцією . На адсорбцію іонів суттєво впливає природа адсорбенту . Іони , здатні поляризуватися , адсорбуються тільки на поверхнях , що складаються з полярних молекул або з іонів... Для пояснення обмінної адсорбції , яка представляє собою типовий приклад полярної адсорбції , користуються електричними теоріями. Іон адсорбенту , кислий за характером і заряджений негативно , притягує позитивно заряджений іон ; щоб збереглася нейтральність розчину , протилежно заряджений іон переходить в розчин. Процес є функцією рухливості цього іона . Електричні теорії недостатні для пояснення чисто полярної адсорбції , якщо питання йде про два адсорбентах , один з яких має більшу полярну адсорбцію , ніж інший , і обидва мають різні електричні заряди. На адсорбційну здатність іонів сильно впливає величина їх радіусу. З іонів однакової валентності адсорбційна здатність зростає із збільшенням радіуса іона. Причина такого явища полягає в тому, що іони з великими радіусами більше схильні поляризуватися, ніж іони з меншими радіусами. Внаслідок цього зростає їх здатність адсорбуватися на поверхні адсорбенту, що складається з іонів і полярних молекул. Крім того, чим більше радіус іона, тим менше навколо нього гідратна оболонка, яка знижує електростатичну взаємодію, а отже, і його адсорбційну здатність. Ряди іонів, складені в порядку підвищення їх адсорбційної здатності отримали назву ліотропних рядів або рядів Гофмейстера. По зростаючій адсорбційної_здатності_одновалентні_катіони_можна_поставити_в_наступний_ряд: Li ⁺ <Na ⁺ <K ⁺ <Rb ⁺ <Cs ^+. Для_двох_валентних_іонів_буде_наступний_ряд: Mg ²⁺ <Са ²⁺ <Sr ²⁺ <Ва ^2+. Одновалентні аніони по їх зростаючої здатності адсорбуватися розташовуються в наступній послідовності: С1 ^- <Вг ^- <I ^- <NCS ^-. Адсорбційна здатність іонів залежить від їх валентності. Чим більше валентність іона, тим сильніше він притягується протилежно зарядженими мікроучастків поверхні. Катіони різної валентності по їх зростаючої здатності адсорбуватися на поверхні_рідини_можна_розташувати_в_наступний_ряд: К ⁺ «Са ^{2 +«} А1 ^{3 +} ​​«Th ^{4 +.}