Адсорбция құбылысы. Сорбциондық процестерге сипаттама. Адсорбцияның жылу эффектісі. Адсорбцияның интегральды және дифференциалды жылуы. Адсорбент тер: активтелген көміртегі, гелдер,цеолиттер.
Екі фазааралық беткі қабатында жүретін құбылысты беткі құбылыстар деп атайды. Солардың бірі-адсорбция құбылысы. Адсорбция- екі фазаның жанасу шегіндегі газ не еріген зат күйіндегі молекулаларының жинақталы.
Қатты денелер сұйықтармен немесе газ тәріздес заттармен жанасқанда, оларды белгілі мөлшерде өз бойына сіңіреді. Сіңіру процесі дененің барлық көлемінде немесе тек жоғарғы жанасу бетінде ғана жүруі ықтимал.
Заттың екінші затты өз бойына сіңіруін сорбция деп атайды. Егер сіңіру дененің тек беткі қабатында іске асатын болса, онда оны адсорбция, ал егер дененің барлық көлемінде жүретін болса – абсорбция деп атайды. Әдетте сіңіруші затты адсорбент, ал сіңірілетін затты адсорбтив деп атайды. Адсорбент ролін көптеген анорганикалық және органикалық заттар: көмір, силикагель, саз коалин, целлюлоза, фильтр қағазы, жүн және т.б. атқарады.
Сорбция процесі қуысты заттардың капиллярларында (өте жіңішке түтікшелер) газдардың немесе сұйықтардың конденсациялануымен де байланысты. Егер сіңіру процесі қуысты, кеуекті заттардың өте ұсақ түтікшелерінде іске асатын болса, онда бұл типтегі процестерді капиллярлық конденсация деп атайды.
Адсорбция құбылысы адсорбент бетінің беттік энергиясына тікелей байланысты. Беттік энергиясы мол заттарда сорбция процесі оңай іске асады.
Адсорбция қайтымды процесс. Дене беті адсорбтивпен қанығу барысында адсорбция жылдамдығы кеміп, оған қарама қарсы процесс десорбция жылдамдығы артады. Белгілі уақыттан соң екі процестің–адсорбция мен десорбция процестерінің жылдамдықтары өзара теңесіп, динамсикалық тепе – теңдік орнайды. V адсорбция V десорбция
Заттың адсорбциялану шамасы адсорбент пен адсорбтив табиғатына, адсорбтивтің концентрациясына және ортаның температурасына тәуелді.
Адсорбция процесі негізінен экзотермиялық процесс. Демек, температура артқанда, адсорбцияланған заттың мөлшері кемиді: Адсорбция процесін физикалық және химиялық адсорбция деп екіге бөлінеді. Физикалық адсорбция кезінде заттың сіңірілуі тез жүреді де, динамикалық теңдік орнайды. Физикалық адсорбция молекула аралық немесе Ван- Дер- Ваальс күштерінің әсерімен іске асады. Ол қайтымды процесс. Температура артқанда, физикалық адсорбция кемиді.
Берілген дененің (заттың) дисперстілік дәрежесі жоғарыланған сайын, ол өзінің көбейген бетіне басқа дененің көп бөлшегін сіңіреді. Еріген немесе газ қалпындағы заттардың қатты дене немесе сұйықтың бетіне өздігінен жиналып, шоғырлана келіп, қоюлану құбылысын сорбция деп атайды. Әдетте өзіне басқаны сіңіруші затты - сорбент, ал оған сіңірілетін затты сорбтив деп атайды. Ал сорбцияға кері құбылысты десорбция дейді. Сорбтив бөлшектері сорбентке қаншалықты терең сіңуіне және олардың арасындағы байланыстар мен әрекеттесуге байланысты сорбциялық құбылыстарды бірнеше түрге бөледі. Егер сіңіру дененің тек беткі қабатында жүретін болса, онда оны адсорбция /беттәк сорбция/ деп атайды. Мұнда да сіңіруші затты адсорбент, ал сіңірілетін затты адсорбтив деп аталынады. Егер сорбтив сорбенттің бүкіл көлемінде /жұтылса/, онда ол құбылысты абсорбция /көлемдік сорбция/ деп атайды. Абсорбциялық құбылыстар өнеркәсіпте кеңінен қолданылуда. Мысалы, өнеркәсіптегі тұз қышқылын өндіру толығымен хлорлы су тек газын судың абсортциялау құбылысына негізделген. Нақ осы құбылысқа, яғни газдардың абсортциясына сүйеніп газдарды зиянды қоспадан тазартады, газ қоспасын бөледі.
Адсорбент пен сорбтивтің арасындағы әрекеттесудің табиғатына байланысты адсорбция физикалық /ван-дер-ваальстік/ және химиялық /немесе хемосорбция/ болып екіге бөлінеді. Хемосорбция- сіңетін және сіңіретін заттар арасындағы әрекеттесу терең жүру нәтижесінде жаңа химиялық зат пайда болатын процесс. Бұған мысал ретінде натронды ізбестің көміртек (IV) оксиді мен күкүрт (IV) оксидін өзіне сіңіріп, карбонат пен сульфат тұздарын түзетінін келтіруге болады. Физикалық адсорбция әрқашанда қайтымды. Химиялық адсорбция қайтымсыз, өйткені ол артық не бос валенттілік күштер арқылы іске асады.. Егер физикалық адсорбцияның жылу эффектісі 10-20 кДж ∙ моль-1 болса, ал химиялық адсорбцияда оның шамасы 40∙ 200 кДж ∙ моль-1 болады. Температура артқанда, химиялық адсорбция көпшілік жағдайда арта түседі.
