Краткий курс адсорбционного анализа Адсорбция
жүктеу/скачать 0.51 Mb.
|
|
Краткий курс адсорбционного анализа Адсорбция. Введение Слово адсорбция образовано из латинского слова sorbco – поглощение и приставки ad– т.е. над или у и означает поглощение (точнее – концентрирование) каких либо компонентов из объема гомогенных сопредельных фаз на поверхности раздела этих фаз. Адсорбированные молекулы взаимодействуют с молекулами или атомами поверхности и снижают как свободную поверхностную энергию конденсированной фазы, так и суммарную энергию системы. Поэтому адсорбция –самопроизвольный процесс, происходящий с выделением тепла; процесс, обратный адсорбции называют десорбцией. Часто встречается и очень похожий термин – абсорбция. Отличие в том, что адсорбция происходит на поверхности конденсированной фазы, а абсорбция – в ее объеме (например, растворение СО2 в воде или Н2 в непористом металлическом палладии). Термин абсорбция – синоним термину растворение, но включает растворение как в жидкой, так и твердой фазе. В ситуациях, когда различия между адсорбцией и абсорбцией неуловимо малы или механизм поглощения не ясен, используют более общий термин cорбция, как синоним термина поглощение без указания детального механизма. Введем еще несколько терминов, предложенных Международным союзом чистой и прикладной химии (IUPAC): адсорбентом называют вещество, на котором происходит адсорбция; адсорбатом называют уже адсорбированное вещество, находящееся на поверхности или в объеме пор адсорбента; адсорбтивом называют вещество, способное адсорбироваться, но еще не адсорбированное. Допускается и использование более общих терминов cорбент, сорбат, сорбтив. Итак, адсорбтив адсорбируется на адсорбенте, превращаясь в адсорбат. Обычно выделяют два предельных случая адсорбции: адсорбцию химическую или хемосорбцию и физическую или физадсорбцию. Типичная хемосорбция – это химическая реакция между адсорбатом и поверхностными атомами или группами атомов адсорбента, при которой молекула адсорбата отдает или получает от поверхности электрон (гомолитические реакции) или электронную пару (гетеролитические реакции). При этом молекула адсорбата диссоциирует на радикалы или отдельные атомы. В результате хемосорбированные молекулы теряют индивидуальность и обычно могут десорбироваться только в виде продуктов реакции, участвуют в изотопном обмене с атомами поверхности или другими хемосорбированными молекулами. Природа образующихся при хемосорбции связей в принципе та же, что и в объемных химических соединениях. Однако состояние поверхностных атомов адсорбента отличается от объемного, что может существенно влиять на особенности образующихся связей, распределение электронов и т.д. Типичная физадсорбция осуществляется только за счет сил межмолекулярного взаимодействия без переноса или обобществления электронов. Молекулы гостя сохраняют индивидуальность, десорбируются в том же виде, обычно не способны к внутримолекулярному изотопному обмену, поэтому физадсорбцию часто называют молекулярной адсорбцией. В терминологии гость/хозяин физадсорбция – это процесс, в котором возвращение из гостей гарантируется, хотя и возможны осложнения в связи со слишком долгой задержкой, определяемой энергией взаимодействия. В свою очередь, хемосорбция – это очень специфическое «хождение в гости», откуда можно не вернуться совсем или вернуться в сильно преобразованном виде, например, поменявшись некоторыми частями тела с хозяином. Но такой прием оказывают далеко не всем, хемосорбция крайне специфична в выборе гостей, т.к. других гостей тот же хозяин принимает по программе физадсорбции. Если сорбционные процессы не ограничены поверхностью конденсированной фазы, а продолжаются в ее объеме за счет химического или физического взаимодействия, то такие процессы могут быть названы, соответственно, химической или физической абсорбцией (химическую абсорбцию часто называют химическим поглощением). Далее будем рассматривать только физадсорбцию. жүктеу/скачать 0.51 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|