ადსორბცია

ცოდნა სინათლეა - Knowledge is light - Знание свет -  

                              ადსორბცია

ბრუნაუერის, ემეტისა და ტელერის მრავალშრიანი ადსორბციის მოდელი არის მოლეკულების შემთხვევითი განაწილება მასალის ზედაპირზე.

(ლათ. ad - on, at, in; sorbeo - შთანთქა) - ხსნარის კონცენტრაციის გაზრდის სპონტანური პროცესი ორი ფაზის (მყარი ფაზა - თხევადი, შედედებული ფაზა - აირი) ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედების არაკომპენსირებული ძალების გამო. ფაზის გამოყოფისას . ადსორბცია არის სორბციის განსაკუთრებული შემთხვევა, პროცესი, ადსორბციის საპირისპირო - დეზორბცია.

Ძირითადი ცნებები

შთანთქმის ნივთიერებას, რომელიც ჯერ კიდევ ფაზის დიდ ნაწილს წარმოადგენს, ეწოდება ადსორბატი, ხოლო შეწოვილ ნივთიერებას - ადსორბატი. უფრო ვიწრო გაგებით, ადსორბციას ხშირად ესმით, როგორც მინარევის შეწოვა აირის ან სითხისგან მყარი ნივთიერების (გაზისა და სითხის შემთხვევაში) ან თხევადი (გაზის შემთხვევაში) - ადსორბენტის მიერ. ამ შემთხვევაში, როგორც ადსორბციის ზოგად შემთხვევაში, მინარევები კონცენტრირდება ადსორბენტ-თხევადი ან ადსორბენტ-გაზის ინტერფეისზე. პროცესს, ადსორბციის საპირისპიროს, ანუ ნივთიერების გადატანას ინტერფეისიდან ფაზის მოცულობამდე, ეწოდება დეზორბცია. თუ ადსორბციისა და დეზორბციის მაჩვენებლები თანაბარია, მაშინ საუბარია ადსორბციის წონასწორობის დამყარებაზე. წონასწორობის მდგომარეობაში ადსორბირებული მოლეკულების რაოდენობა რჩება უცვლელი თვითნებურად დიდი ხნის განმავლობაში, თუ გარე პირობები (წნევა, ტემპერატურა და სისტემის შემადგენლობა) უცვლელი რჩება.

ადსორბცია და ქიმისორბცია

ორ ფაზას შორის ინტერფეისზე, გარდა ადსორბციისა, რაც ძირითადად განპირობებულია ფიზიკური ურთიერთქმედებით (ძირითადად ვან დერ ვაალის ძალებით), შეიძლება მოხდეს ქიმიური რეაქცია. ამ პროცესს ქიმისორბცია ეწოდება. ადსორბციასა და ქიმისორბციას შორის მკაფიო განსხვავება ყოველთვის არ არის შესაძლებელი. ერთ-ერთი მთავარი პარამეტრი, რომლითაც ეს ფენომენი განსხვავდება, არის თერმული ეფექტი: მაგალითად, ფიზიკური ადსორბციის თერმული ეფექტი ჩვეულებრივ ახლოსაა ადსორბატის გათხევადების სიცხესთან, ხოლო ქიმისორბციის თერმული ეფექტი გაცილებით მაღალია. გარდა ამისა, ადსორბციისგან განსხვავებით, ქიმისორბცია ჩვეულებრივ შეუქცევადია და ლოკალიზებულია, ანუ ხდება გარკვეულ ადგილებში - აქტიურ ცენტრებში. შუალედური ვარიანტების მაგალითი, რომელიც აერთიანებს როგორც ადსორბციის, ასევე ქიმისორბციის მახასიათებლებს, არის ჟანგბადის ურთიერთქმედება მეტალებზე და წყალბადის ნიკელზე: დაბალ ტემპერატურაზე ისინი ადსორბირებულია ფიზიკური ადსორბციის კანონების მიხედვით, მაგრამ ტემპერატურის მატებასთან ერთად იწყება ქიმისორბცია. .

იხ. ვიდეო -  Absorption vs Adsorption 【4K】

მსგავსი ფენომენები

წინა ნაწილში განვიხილეთ ზედაპირზე ჰეტეროგენული რეაქციის შემთხვევა - ქიმიისორბცია. თუმცა, არის ჰეტეროგენული რეაქციების შემთხვევები მთელ მოცულობაში და არა მხოლოდ ზედაპირზე: ეს არის ჩვეულებრივი ჰეტეროგენული რეაქცია. აბსორბცია მთელ მოცულობაზე ასევე შეიძლება მოხდეს ფიზიკური ძალების გავლენის ქვეშ. ამ შემთხვევას აბსორბცია ჰქვია.

ურთიერთქმედების ტიპები ურთიერთქმედება მხოლოდ ზედაპირზე ურთიერთქმედებები მთელ მოცულობაში

ფიზიკური ადსორბცია აბსორბცია

ქიმიური ქიმისორბცია ჰეტეროგენული რეაქცია

ადსორბციის ღირებულება

ადსორბცია არის უნივერსალური და საყოველთაო ფენომენი, რომელიც ხდება ყოველთვის და ყველგან, სადაც არის ინტერფეისი ფაზებს შორის. ყველაზე დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებების ადსორბციას და მინარევების ადსორბციას გაზიდან ან სითხიდან სპეციალური მაღალეფექტური ადსორბენტების მიერ. მაღალი სპეციფიკური ზედაპირის მქონე სხვადასხვა მასალებს შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც ადსორბენტები: ფოროვანი ნახშირბადი (ყველაზე გავრცელებული ფორმაა გააქტიურებული ნახშირბადი), სილიკა გელი, ცეოლიტები და ასევე ბუნებრივი მინერალებისა და სინთეზური ნივთიერებების ზოგიერთი სხვა ჯგუფი. ნიადაგის ადსორბციული თვისებები საინჟინრო გეოლოგიის მნიშვნელოვანი მახასიათებელია.

ადსორბცია (განსაკუთრებით ქიმისორბცია) ასევე მნიშვნელოვანია ჰეტეროგენულ კატალიზში. ადსორბციული მცენარეების მაგალითი მოცემულია აზოტის მცენარეების გვერდზე.

იხ. ვიდეო -  Адсорбция (Киевнаучфильм)