Заключение

Адсорбция из растворов – процесс более сложный по сравнению с адсорбцией на границе «жидкость-газ», поскольку в борьбу за активные центры адсорбента вступают молекулы растворителя и молекулы или ионы растворенного вещества.

Молекулярная адсорбция (адсорбция неэлектролитов) существенно зависит от свойств растворенного вещества, растворителя и адсорбента. Так, а) вещество адсорбируется тем лучше, чем оно менее растворимо в данном растворителе; б) на твердых поверхностях адсорбируются только те вещества, которые обладают полярностью, промежуточной между полярностями фаз; в) неполярные твердые тела лучше адсорбируют неполярные адсорбаты и наоборот. С ростом температуры величина молекулярной адсорбции уменьшается, что указывает на её физический характер.

Из растворов сильных электролитов на поверхности твердых веществ адсорбируются ионы. Величина адсорбции увеличивается с ростом температуры, увеличением кристаллического радиуса иона и его заряда, противоположного заряду поверхности. На поверхности кристаллов избирательно адсорбируются ионы, способные достраивать кристаллическую решетку.

На границе твердое тело-раствор может наблюдаться ионный обмен, к которому склонные некоторые твердые вещества – иониты. Они обменивают свои ионы на ионы того же знака в растворе в эквивалентных количествах.

Вопросы и задачи для самоконтроля

1. Как рассчитывается количество молекулярно адсорбированного вещества?

2. Метод нахождения констант в уравнении Фрейндлиха.

3. По каким механизмам может протекать ионная адсорбция?

4. В чем сущность ионообменной адсорбции?

5. Частицы Fe(OH)₃ находятся в растворе, где присутствуют ионы FeO⁺, Cl^-,H⁺. Какие ионы будут адсорбироваться на поверхности Fe(OH)₃?

6. Какой тип ионообменника следует взять для устранения жесткости воды?

Адсорбция на границе жидкость—жидкость

Этот вид адсорбции удобно рассматривать на примере эмульсий. Эмульсии-это дисперсные системы, состоящие из двух взаимонерастворяющихся жидкостей. Более полярная жидкость условно называется «вода», менее полярная - «масло». Поэтому различают эмульсии I рода, прямые, масло в воде (м/в) и II рода, обратные, вода в масле (в/м). Тип эмульсии определяют следующими методами:

Метод	Поведение эмульсии м/в	Поведение эмульсии в/м
Разбавление водой	Разбавляются	Не разбавляются
Избирательное окрашивание	Жирорастворимый краситель Судан III окрашивает дисперсную фазу	Жирорастворимый краситель окрашивает дисперсионную среду
Измерение электрической проводимости	Проводит электрический ток	Проявляют очень малую проводимость
Метод парафинированной пластинки	Не растекается по пластинке	Растекается по пластинке

Такое поведение эмульсии обусловлено тем, что её свойства определяются свойствами дисперсионной среды.

В зависимости от концентрации дисперсной фазы эмульсии классифицируют на три группы:

1. Разбавленные (до 0,1%). Они напоминают обычные жидкости, устойчивы без стабилизатора, высокодисперсны (10^-5 см), близки по свойствам к лиофобным золям (конденсат отработанного пара в паровой машине; сырая нефть).

2. Концентрированные (до 74%), существуют со стабилизатором. Частицы имеют шарообразную форму, достаточно крупные, видны в оптический микроскоп (молоко, сливки, косметические крема).

3. Высококонцентрированные (более 74%), необходим стабилизатор, частицы деформированы. Система обладает механическими свойствами. Эмульсии по свойствам сходны со структурированными коллоидными системами – гелями.

Будучи дисперсными системами, эмульсии имеют большую поверхность раздела фаз S и, следовательно, избыточную свободную энергию G = S · σ. По этой причине эмульсии - термодинамически неустойчивые системы. Стремление уменьшить поверхностную энергию приводит к слиянию капель дисперсной фазы и, в конечном счете, к расслоению эмульсии на две фазы. Процесс слияния частиц дисперсной фазы называется коалесценцией.

Для предотвращения коалесценции и придания эмульсиям устойчивости в них вводят третий компонент - стабилизатор (эмульгатор). Адсорбируясь на частицах дисперсной фазы, эмульгатор сообщает тот или иной фактор устойчивости, в результате чего эмульсия сохраняет степень дисперсности частиц. По механизму действия эмульгаторы делятся на 4 класса:

1. неорганические электролиты

2. поверхностно-активные вещества (ПАВ)

3. высокомолекулярные соединения (ВМС)

4. тонкодисперсные порошки