Молекулярная адсорбция из растворов

При адсорбции из растворов молекулы растворителя и растворенного вещества являются конкурентами в борьбе за место на поверхности адсорбента. Поэтому необходимо выбрать правильно адсорбент, чтобы на нем шла преимущественно адсорбция растворенного вещества. Для этого необходимо знать, от каких факторов зависит процесс адсорбции.

Протекание процесса адсорбции из растворов на твердом адсорбенте зависит от следующих факторов:

– полярности адсорбента;

– свойств растворенного вещества;

– природы растворителя, из которого происходит адсорбция растворенных веществ.

Рассмотрим влияние этих факторов.

Влияние полярности адсорбента

На адсорбцию из растворов сильно влияют полярность адсорбента.Различают полярные и неполярные адсорбенты.

Полярные адсорбенты называют гидрофильными, потому что они хорошо смачиваются водой (полярная жидкость) и плохо бензолом (неполярный растворитель). К ним относятся силикагель, оксиды металлов, нерастворимые в воде соли. Их применяют для адсорбции полярных адсорбтивов из неполярных жидкостей. Например, они адсорбируют примеси воды из бензина. Для адсорбции из воды их применять нельзя, поскольку в воде они преимущественно адсорбируют молекулы воды.

Неолярные адсорбенты называют гидрофобными. Они плохо смачиваются водой (полярная жидкость) и хорошо бензолом (неполярная жидкость). К ним относится уголь. Такие адсорбенты хорошо адсорбируют неполярные адсорбтивы из воды и плохо адсорбируют из неполярных растворителей (бензол, бензин, углеводороды), поскольку молекулы растворителя, которых в растворе намного больше, чем молекул растворенного вещества, практически целиком покрывают поверхность адсорбента.

Таким образом, для очистки воды от примесей, в основном, используют угли, а для очистки неполярных жидкостей (например, бензина от воды) лучше использовать силикагель.

Влияние природы растворенного вещества и растворителя

Существует общее правило: чем лучше растворяется вещество в растворителе, тем хуже оно адсорбируется на сорбенте.

Например, вода – сильнополярный растворитель, в ней хорошо растворяются полярные вещества и плохо – неполярные. Поэтому менее полярные вещества адсорбируются лучше на угле, чем сильнополярные.

Адсорбция из растворов подчиняется правилу уравнивания полярностей, сформулированному П.А. Ребиндером. Согласно этому правилу:

Вещество С может адсорбироваться на поверхности раздела

фаз А и В (А – адсорбент, В - жидкость) в том случае, если