Адсорбция

Адсорбция – избирательное поглощение газов, паров или растворенных в жидкостях веществ твёрдым поглотителем – адсорбентом.

Поглощаемое вещество носит название адсорбата или адсорбтива.

Адсорбция – обратимый процесс. Процесс выделения адсорбтива называется десорбцией.

При химическом взаимодействии адсорбента и адсорбтива процесс поглощения называется хемосорбцией. Например, поглощение хлора твёрдым едким натром (натронной известью).

Адсорбция применяется главным образом при небольших концентрациях поглощаемого вещества (адсорбтива) в исходной смеси. Ее преимущество перед другими методами разделения – практически полное извлечение адсорбтива.

Адсорбция широко используется при осветлении растворов (например, сахарных сиропов), при очистке и сушке газов (например, природного газа), при выделении некоторых компонентов из реакционных газов (например, выделение ароматических углеводородов из коксового газа), при гетерогенном катализе, когда исходные реагенты адсорбируются на катализаторе и десорбируются при реакции.

При покраске различных изделий летучие растворители переходят в воздух за счёт испарения. В целом по стране потери этих ценных растворителей очень велики, к тому же они загрязняют атмосферу. Адсорбция позволяет почти полностью извлечь летучие растворители из их смеси с воздухом.

Адсорбция применяется в системе кондиционирования воздуха жилых и производственных помещений. В пищевых блоках адсорбция устраняет раздражающие дымы и запахи.

Адсорбция в значительной мере используется в физико-химическом анализе, например, в хроматографии (сочетание адсорбции и хемосорбции с образованием окрашенного химического соединения).

Адсорбция учитывается при выборе строительных материалов при строительстве жилых, промышленных, медицинских и общественных зданий. Например, запрещается применять меловую побелку в больницах и пищевых блоках.

Адсорбция используется в технике безопасности: промышленные противогазы, спецодежда и т.д. Правила ТБ запрещают нахождение работника в спецодежде вне служебного помещения.

Краткая история.

Ведущие позиции в развитии процесса адсорбции принадлежали отечественным учёным. Так, в 1785 году русский академик Т.Е. Ловиц открыл адсорбционные свойства активированного угля. В 1915 году Н. Зелинский создал угольный противогаз. С 1929 года Н.А. Шилов провел теоретические обогащения процесса адсорбции. С 1935 года адсорбцией стала заниматься школа академика М.М. Дубинина. Далее можно отметить работы О.М. Тодеса, П.Г. Романкова, Е.Н. Серпиновой и др.

Адсорбенты.

В качестве адсорбентов обычно применяют пористые твёрдые вещества, к которым предъявляются следующие требования:

1. Большая удельная поверхность.

2. Избирательность или селективность.

3. Обратимость процесса (возможность десорбции).

4. Негорючесть.

5. Термостойкость.

6. Механическая прочность.

7. Низкая стоимость.

В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяют адсорбенты, представленные в таблице 11.

Таблица 11. Физические свойства адсорбентов.

Наименование	Формула	Поверхность 1 г м2	Термостойкость	Применение
1.Активированный уголь	С	600-1700	200	Органические вещества
2. Силикагель		400-770	300	Осушка газов
3. Алкмогель		200-400	200	Осушитель
4. Цеолиты		10-400	300	Разнообразное

По размеру твёрдых частиц различают адсорбенты:

1. Зернистые, 2-8 мм,

2. пылевидные, 50-200 мкм.

Различают поры в адсорбенте:

1) макропоры до мм,

2) переходные поры от домм,

3) микропоры от домм.

Полагают, что ведущая роль в адсорбции принадлежит порам 1) и 2).