2.9. Понятие об адсорбции

Для рассмотрения причин адсорбции важна зависимость от состава слоя (произведения ), изменение которого может привести к изменению других характеристик поверхностного слоя.

С термодинамической точки зрения процессы адсорбции на различных границах раздела фаз не отличаются друг от друга. Наблюдаемые различия относятся к структуре адсорбцион­ного слоя и механизму процесса адсорбции.

Адсорбцию можно определить как процесс выравнивания химических потенциалов компонентов на поверхности и в объеме, приводящий к изменению концентрации на поверхно­сти.

Основным законом, определяющим поведение компонен­тов при адсорбции, является закон распределения Нернста-Шилова. Величина адсорбции компонентов зависит от темпе­ратуры и концентрации или давления.

,

Поэтому различают следующие виды адсорбционных зави­симостей: или при - изотерма адсорбции; при - изобара адсорбции и или при - изостера адсорбции.

III. Адсорбция на различных границах раздела

3.1. Понятие об адсорбции

Для рассмотрения причин адсорбции важна зависимость от состава слоя (произведения ), изменение которого может привести к изменению других характеристик поверхностного слоя.

Из фундаментального уравнения Гиббса для плоского поверхностного слоя следует, что межфазный слой обогащается тем компонентом, который характеризуется меньшей работой извлечения из объема и снижает поверхностное натяжение. Это приводит к убыли свободной поверхностной энергии . Изменение концентрации компонента на поверхности раздела фаз по сравнению с концентрации в объеме называется адсорбцией.

Адсорбцию можно определить как процесс выравнивания химических потенциалов компонентов между поверхностью и объемом, приводящий к изменению концентрации на поверхности.

При установлении адсорбционного равновесия температура и химические потенциалы компонентов в поверхностном слое и в объемных фазах выравниваются ; . В отличие от других процессов (диффузия, осмос) адсорбция идет не в сторону выравнивания концентрация, а в сторону их расхождения. Происходит накачка поверхностного слоя компонентом, снижающим поверхностное натяжение.

Фаза, на которой происходит адсорбция, называется адсорбентом. Вещество, которое адсорбируется, называется адсорбатом или адсорбтивом. Если адсорбент находится в виде фазы, то адсорбат находится в молекулярно-дисперсном состоянии.

3.2 Количественные характеристики адсорбции

Избыточная концентрация i-го компонента на 1 см² разделяющей поверхности называется гиббсовой адсорбцией:

Гиббсова, или абсолютная адсорбция, является удельной величиной, применяемой для описания состава поверхностного слоя независимо от его площади.

Другой характеристикой адсорбции является поверхностная концентрация адсорбата , равная общей концентрации вещества в поверхностном слое и выражаемая в . При малых концентрациях адсорбата и совпадают, при больших - различаются. Когда поверхность адсорбента неизвестна, величину адсорбции измеряют емкостью поверхностного слоя и выражают в . Это также общее количество вещества в поверхностном слое.