Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Миграционные процессы химических веществ в окружающей среде






     

    Основные процессы определяющие перемещение веществ в окружающей среде:

    1) Адсорбция

    2) Диффузия

    3) Конвективный перенос

    4) Массоперенос (выщелачивание)

    5) Испарение

     

    Адсорбция – связывание молекул или атомов жидкой или газовой фаз на твердой поверхности

    В окружающей среде наибольшее значение имеют адсорбционные процессы на твердой поверхности из раствора. Именно они в значительной (мере):

    1. Влияют на способность веществ перемещаться в ОС (например, с частицами почвы)

    2. Определяют распределение веществ между водной средой и почвой или донными отложениями

    3. Определяют возможность удаления химических веществ с помощью различных адсорбентов

    Адсорбционные процессы в ОС многообразны и протекают как по механизму физической адсорбции, обусловленными силами Ван-дер-ваальсового взаимодействия, так и хемосорбции – адсорбции, сопровождающейся образованием химических связей.

    На интенсивность адсорбционного процесса влияет ряд факторов:

    · Свойства сорбента: 1-площадь поверхности, 2-химические характеристики (природа адсорбционных центров – наличие заряда, способность образовывать водородные связи, наличие гидрофобных центров и т.п.)

    · Химические характеристики сорбируемого вещества (адсорбата);

    · Физические параметры среды (напр., температура)

    В адсорбционном процессе, протекающем в ОС, устанавливается следующее равновесие:

    Поверхность (Н2О)х+адсорбат(Н2О)у↔ поверхность-адсорбат(Н2О)z

    (к каждому члену уравнения следует добавить Н2О, поскольку в ОС, как правило, имеем дело с адсорбцией их водного раствора, причем вода так же сорбируется на поверхности)

    Адсорбция в ОС (на поверхности почвы) часто обратима не полностью. Недосорбирующаяся часть включается прочно связанными с поверхностью почвы молекулами, например, в результате образования ковалентных связей с органическими компонентами почвы, либо в результате необратимого встраивания молекул адсорбата в структуру минеральной части почвы.

    Адсорбционное равновесие зависит от температуры и может быть описано уравнение вида: - уравнение изотермы адсорбции Фрейндлиха – отражает зависимость количества вещества адсорбированного единицей массы адсорбента от равновесной концентрации данного вещества в растворе при данной температуре.

    В уравнении: Х – количество адсорбированного вещества

    m – масса адсорбента

    С – равновесная концентрация вещества в растворе

    К – константа равновесия, т.е. коэффициент распределения вещества между двумя фазами в равновесном состоянии или коэффициент адсорбции – характеризует прочность адсорбции. Зависимость, выраженная уравнением Френдлиха находится экспериментально для каждоый системы адсорбент-адсорбат

    В идеальном случае изотерма адсорбции линейна, т.е. уравнение Френдлиха имеет вид и графически выглядит

     
     

     

     


    В реальных случаях изотерма нелинейна. Показатель степени в уравнении Фрейндлиха характеризует нелинейность изотермы и отражает, то что по мере заполнения поверхности адсорбента теплота адсорбции падает в следствие неоднородности в энергетическом отношении поверхности адсорбента

    Чисто графически уравнение Фрейндлиха представляю в логарифмических координатах, т.е. логарифмируя уравнение получаем

    В этом случае данная зависимость имеет линейны вид – линия с углом наклона 1/n и значением коэффициента адсорбции (точка lgK), соответствующим точке пересечения прямой с осью ординат.

    Адсорбционные процессы в окружающей среде связаны прежде всего с адсорбцией химических веществ на частицах почвы.

    На адсорбцию значительное влияние показывают свойства адсорбента – применительно к процессам в окружающей среде – свойства важнейшего сорбента – почвы. При этом исключительно важную роль играет природа центров, способных образовывать связи на поверхности, которые определяют сорбционный процесс (об этом более подробно позже, при рассмотрении процессов, протекающих в почве)

    В связывании вещества почвой учувствуют и минеральная и органическая составляющие части почвы, причем органическая составляющая играет (важную и) часто определяющую роль – замечено, что адсорбция вещества почвой хорошо коррелирует с содержанием в ней именно органического материала.

    Таким образом часто целесообразно определять коэффициент адсорбции, отнесенный к органическому углероду, содержащемуся в почве (). При этом для оценки адсорбции вещества в органическом материале, содержащемся в почве, количество адсорбированного вещества относят не к массе почвы, а к массе в ней органического углерода, т.е. уравнение изотермы в этом случае выглядит как:

    Нужно отметить, что для почв различных типов величина Кос для данного вещества более постоянна, чем коэффициент адсорбции в первом уравнении, т.е. использование Кос оправданно.

    Поведение вещества в адсорбционных процессах зависит от его свойств. Свойства адсорбата влияющие на адсорбцию прежде всего: 1 – кислотно-основные свойства (pK), 2- растворимость в воде, 3 – гидрофильность (Kp)/






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.