Адсорбцией называют концентрирование (сгущение) веществ на поверхности раздела фаз.
Вещество, адсорбирующее другое вещество, называют адсорбентом. Название адсорбируемого вещества определяется его положением по отношению к адсорбенту:
- если вещество находится в объеме и может адсорбироваться, то его называют адсорбтивом;
- это же вещество в адсорбированном состоянии будет называться адсорбатом.
То есть, для обозначения положения адсорбируемого вещества используют термины «адсорбтив» (до адсорбции) и «адсорбат» (после адсорбции).
Молекулы (атомы, ионы, радикалы) адсорбата входят в соприкосновение с поверхностью адсорбента и удерживаются на его поверхности, благодаря чему концентрация молекул на поверхности увеличивается, по сравнению с объёмом соприкасающейся с ней жидкости или газа.
Часть молекул с поверхности может совершить обратный переход в объем - такой процесс называется десорбцией.
В зависимости от агрегатного состояния адсорбента и адсорбтива различают адсорбцию:
- Т-Г - на границе твердого тела и газа;
- Ж-Г - на границе жидкости и газа;
- Т-Ж - на границе твердого тела и жидкости.
Адсорбция выражается в абсолютных и избыточных величинах.
Абсолютная адсорбция (А) – это количество адсорбата на единице поверхности адсорбента, которая равняется произведению концентрации адсорбата в поверхностном слое на толщину этого слоя.
Избыток адсорбата в поверхностном слое по сравнению с его изначальным количеством характеризует избыточную (гиббсовскую) адсорбцию (Γ), которая показывает увеличение концентрации адсорбата в процессе адсорбции:
Когда концентрация адсорбата на поверхности адсорбента существенно выше его концентрации в объеме, то величина N может не учитываться, тогда:
Если адсорбция происходит на границе раздела жидкость – газ или на твердых гладких поверхностях величины Г и А определяют относительно единицы площади границы раздела фаз, т. е. размерность Г и А будет моль/м2.
Для адсорбента в твердом и особенно пористом порошкообразном агрегатном состоянии, характеризующимся значительной поверхностью раздела фаз, адсорбция выражается по отношению к единице массы адсорбента, а величины Г и А имеют размерность моль/кг.
Величина адсорбции для любого i-го компонента определится по формуле:
Если адсорбируется единственный компонент, то уравнения упрощаются:
Дисперсные системы по сравнению с гладкими имеют резко увеличенную удельную поверхность, за счет своей раздробленности, что позволяет значительно увеличить количество адсорбата.
Если статья была вам интересной и полезной, ставьте лайк, а если хотите регулярно получать новые статьи и узнавать больше о нефтепереработке, то подписывайтесь на канал.