Какой из ионов обладает лучшей адсорбционной способностью

Избирательная адсорбция ионов

Избирательная
адсорбция – это процесс фиксации на
твердой поверхности ионов одного знака
заряда при сохранении подвижности ионов
противоположного знака. Процесс
подчиняется правилам Панета и Фаянса

  1. На поверхности
    кристаллов из раствора преимущественно
    адсорбируются ионы, имеющие сродство
    к поверхности. При этом адсорбцию можно
    рассматривать как кристаллизацию, т.е.
    как достройку кристаллической решетки
    адсорбента. Например, на поверхности
    кристалла AgI,
    внесенного в раствор AgNО3,
    адсорбируются ионы Аg .
    Если же кристалл AgI
    находится в растворе КI,
    то избирательно адсорбируются ионы
    I.
    Достраивать кристаллическую решетку
    способны не только ионы, входящие в
    состав решетки, но и изоморфные с ними,
    а также способные образовывать с ионами
    противоположного знака, входящими в
    кристаллическую решетку, труднорастворимое
    соединение. Так, на поверхности AgI
    могут адсорбироваться ионы Сl,
    Вг,
    СN,
    SCN.

  2. На заряженной
    поверхности адсорбента адсорбируются
    те ионы, знак заряда которых противоположен
    знаку заряда адсорбента.

Например, известно,
что поверхность каолина в воде отрицательно
заряжена. Если внести каолин в раствор
основного красителя – метиленового
синего (ROH↔R
OH-),
то раствор обесцветится за счет адсорбции
красящего радикала R
на отрицательной поверхности. Раствор
кислого красителя – эозина ( HR ↔ H
   R- )
в присутствии каолина цвет не меняет.

Ионообменная адсорбция

Ионообменная
адсорбция – это процесс, при котором
твердый адсорбент обменивает свои ионы
на ионы того же знака из раствора в
эквивалентных количествах.

Первые сообщения
об ионообменной адсорбции были сделаны
в 1850 году независимо друг от друга
английскими учеными Томпсоном и Уэем.
Изучая способность почв к поглощению
удобрений и их вымыванию дождем, они
обнаружили обмен ионами между почвой
и водными растворами солей.

К особенностям
ионного обмена относятся: а) высокая
специфичность, т.е. к обмену способны
только определенные ионы; б) меньшая
скорость, чем у молекулярной адсорбции;
в) возможность изменения рН среды; г)
процесс не всегда обратим.

Адсорбенты, на
которых протекает ионообменная адсорбция,
называются ионитами или ионообменниками.
Они бывают как природного происхождения
(почвы, цеолиты), так и синтетически
полученные. Иониты могут иметь кислотный,
основной или амфотерный характер.

Вещества кислотного характера обмениваются
с раствором катионами и называются
катионитами.
Основные сорбенты – аниониты
– отдают в
раствор анионы, замещая их анионами
раствора. Амфотерные
иониты
содержат и катионные, и анионные
обмениваемые группы, т.е. они могут
одновременно сорбировать и катионы, и
анионы.

К природным
неорганическим катионитам относятся
кристаллические силикаты (шабазит,
глауконит и др.), анионитам – некоторые
минералы, например, апатит. Природными
ионитами органического происхождения
являются, например, содержащиеся в почве
гуминовые кислоты – высокомолекулярные
соединения, обладающие амфотерными
свойствами.

В 1935 году Б. Адамс
и Е. Холмс получили ионообменные материалы
на основе искусственных полимерных
соединений. В настоящее время широко
используются

Какой из ионов обладает лучшей адсорбционной способностью

иониты на основе
органических смол – синтетические
ионообменные смолы. Неорганические
иониты имеют кристаллическую структуру,
способные к обмену ионы содержатся в
их решетках. Органические полимерные
ионообменники имеют пространственную
структуру, на которой расположены
ионогенные группы, определяющие свойства
ионитов (Рис. 13).

R-SO3-H
Na Cl-R-SO3-Na
H Cl-

где R -органическая
полимерная матрица. В анионитах содержатся
активные группы: -NH2,
NH,
N,
-N(CH3)3Cl.
Анионообменники применяют как в ОН-
форме, так
и в хлоридной, карбонатной и других.

ROH-
Na Cl-RCl-
Na OH-

Основными
достоинствами синтетических ионообменников
являются химическая стойкость,
механическая прочность, разнообразие
кислотно-основных свойств, большая
обменная емкость. Обменную емкость
выражают в молях или миллимолях
извлекаемых из раствора ионов в расчете
на единицу массы сухого ионита.

Рис. 13

Значение ионного
обмена чрезвычайно велико. Так, пропуская
засоленную воду через катионит, а затем
через анионит, можно провести её
деминерализацию (обессоливание).
Аналогично протекает процесс умягчения
воды.

С помощью ионитов производят
очистку сахарных концентратов, извлечение
ценных металлов из отходов производств
(Au,
Ag,
Cu,
Cr
и др.), выделение и очистку витаминов,
антибиотиков, разделение смесей
аминокислот, радиоактивных веществ,
редкоземельных элементов.

Перспективным
является применение ионитов для целей
анализа и при изготовлении чистых
реактивов. В стадии изучения находится
вопрос о медицинском использовании
ионитов путем введения их высокодисперсных
форм непосредственно в ЖКТ для связывания
ядовитых веществ, токсинов, а также для
нормализации ионного баланса в организме.

Адсорбционная хроматография

На способности
избирательного и последовательного
поглощения адсорбентами растворенных
веществ основывается хроматографический
метод анализа. Особенностью данного
метода является возможность разделения
сложных смесей без изменения химического
состава веществ, составляющих эти смеси.

Основоположником
хроматографического метода и самого
термина «хроматография» является
русский ботаник М.С.Цвет. В 1903 году он
опубликовал работу о разделении
хлорофилла на компоненты при пропускании
его раствора через стеклянную трубку,
заполненную адсорбентом СаСО3.

В верхней части
колонки адсорбируется компонент с
наибольшей адсорбционной способностью.
По ходу раствора сверху вниз адсорбируются
вещества в порядке уменьшения их
адсорбционной способности. Однако
полное разделение адсорбируемых
компонентов при этом не достигается.

Предлагаем ознакомиться:  Зола для помидоров применение как удобрение рекомендации

Поэтому после адсорбции компонентов
через колонку пропускается чистый
растворитель, что обеспечивает разделение
адсорбированных веществ по слоям, более
удаленным друг от друга, иными словами,
достигается более четкое их разделение.

Если разделению
подвергаются окрашенные вещества, то
слои адсорбента окрашиваются и разделены
бесцветными промежутками адсорбента.
Применение ультрафиолетового облучения
позволяет проводить хроматографический
анализ смесей неокрашенных веществ. В
УФ-свете зона каждого вещества приобретает
определенный оттенок свечения.

Какой из ионов обладает лучшей адсорбционной способностью

Для выделения
адсорбированных веществ колонка
адсорбента может быть целиком или по
частям извлечена из стеклянной трубки
и разделена на части, на которых
адсорбирован только один из компонентов
смеси.

Выделение индивидуальных
адсорбированных компонентов смеси
можно осуществить также путем элюирования,
т.е. последовательным вымыванием
отдельных слоев адсорбированных веществ,
пропуская соответствующие растворители
порциями через колонку.

В качестве
адсорбентов используются специальная
фильтровальная бумага, активный оксид
алюминия, силикагель, глины, цеолиты,
оксиды магния и кальция, активированный
уголь и др.

В настоящее время
хроматография – один из наиболее
распространенных методов анализа и
выделения витаминов, антибиотиков,
гормонов, аминокислот и других природных
соединений. Им пользуются для разделения
и очистки углеводородов нефтяных
фракций, близких по химическим свойствам
ионов, при определении степени чистоты
реактивов и др.

Рис.
16

Заключение

К явлениям адсорбции
близки явления смачивания и адгезии,
определяющиеся интенсивностью
взаимодействия между молекулами разных
веществ. Количественными характеристиками
смачивания являются краевой угол и
теплота смачивания.

Когезию и адгезию
количественно оценивают работой,
необходимой для разрыва связей между
молекулами данной фазы или разных фаз.

Адсорбция на границе жидкость—жидкость

Метод

Поведение
эмульсии м/в

Поведение
эмульсии в/м

  1. Разбавление
    водой

Разбавляются

Не
разбавляются

  1. Избирательное
    окрашивание

Жирорастворимый
краситель Судан III
окрашивает дисперсную фазу

Жирорастворимый
краситель окрашивает дисперсионную
среду

  1. Измерение
    электрической проводимости

Проводит
электрический ток

Проявляют
очень малую проводимость

  1. Метод
    парафинированной пластинки

Не
растекается по пластинке

Растекается
по пластинке

Такое поведение
эмульсии обусловлено тем, что её свойства
определяются свойствами дисерсионной
среды.

В зависимости от
концентрации дисперсной фазы эмульсии
классифицируют на три группы:

  1. Разбавленные (до
    0,1%), напоминают обычные жидкости,
    устойчивы без стабилизатора,
    высокодисперсны (10-5
    см), близки по свойствам к лиофобным
    золям (конденсат отработанного пара в
    паровой машине; сырая нефть).

  2. Концентрированные
    (до 74%), существуют со стабилизатором.
    Частицы имеют шарообразную форму,
    достаточно крупные, видны в оптический
    микроскоп (молоко, сливки, косметические
    крема).

  3. Высококонцентрированные
    (более 74%), необходим стабилизатор,
    частицы деформированы. Система обладает
    механическими свойствами. Эмульсии по
    свойствам сходны со структурированными
    коллоидными системами – гелями.

Будучи дисперсными
системами, эмульсии имеют большую
поверхность раздела фаз S
и, следовательно, избыточную свободную
энергию G = S · σ.
По этой причине эмульсии – термодинамически
неустойчивые системы.

Стремление
уменьшить поверхностную энергию приводит
к слиянию капель дисперсной фазы и, в
конечном счете, к расслоению эмульсии
на две фазы.
Процесс слияния частиц дисперсной фазы
называется коалесценцией.

Какой из ионов обладает лучшей адсорбционной способностью

Для предотвращения
коалесценции и придания эмульсиям
устойчивости в них вводят третий
компонент – стабилизатор (эмульгатор).
Адсорбируясь на частицах дисперсной
фазы, эмульгатор сообщает тот или иной
фактор устойчивости, в результате чего
эмульсия сохраняет степень дисперсности
частиц. По механизму действия эмульгаторы
делятся на 4 класса:

  1. неорганические
    электролиты

  2. поверхностно-активные
    вещества (ПАВ)

  3. высокомолекулярные
    соединения (ВМС)

  4. тонкодисперсные
    порошки

  1. неорганические
    электролиты –

    это самые слабые эмульгаторы. Их действие
    связано с избирательной адсорбцией
    ионов на каплях дисперсной фазы и
    появлением на них электрического
    заряда. Это
    электростатический фактор устойчивости.

    Так, частицы эмульсии м / в
    в присутствии Na2СО3
    заряжены отрицательно благодаря
    адсорбции на них ионов СО32-.
    Вокруг капелек эмульсии образуется
    так называемый двойной электрический
    слой (ДЭС) и вследствие этого возникает
    энергетический барьер, препятствующий
    сближению частиц до расстояний, на
    которых силы молекулярного притяжения
    преобладают над силами электростатического
    отталкивания.

Рисунок
14
{q}

  1. Поверхностно-активные
    вещества.

а) Адсорбция ПАВ
на частицах фазы приводит к образованию
адсорбционного слоя, обладающего
повышенной вязкостью и упругостью.
Именно он препятствует слиянию капель.
Это
структурно-механический фактор
устойчивости.

Он играет главную роль, если ПАВ –
неионогенное вещество. В соответствии
с правилом уравнивания полярностей
Ребиндера, полярные группы ПАВ обращены
к полярной фазе, а неполярные радикалы
– к неполярной фазе

Рис. 14 Ориентация
ПАВ на границе раздела фаз

а) прямая эмульсия,
б) обратная эмульсия

б) Если ПАВ –
ионогенное вещество, то на частицах
образуется двойной электрический слой
и появляется электрический
заряд, т.е.
проявляется электростатический
фактор устойчивости. Существенно,
что для предотвращения коалесценции
нет необходимости в образовании сплошного
защитного слоя. Достаточно, если этот
слой занимает 40-60% поверхности капли.

в) Вертикальная
ориентация ПАВ на поверхности раздела
в эмульсиях м/в приводит к образованию
слоя полярных групп, являющихся центрами
гидратации. Создается защитный гидратный
слой.

Какой из ионов обладает лучшей адсорбционной способностью

г) В эмульсиях в/м
проявляется энтропийный
фактор устойчивости, связанный
с микроброуновским движением углеводородных
цепей в дисперсионной среде. Взаимное
отталкивание углеводородных радикалов
повышает устойчивость эмульсий в/м.

д) Термодинамический
фактор устойчивости
связан с понижением поверхностного
натяжения на границе раздела фаз и,
следовательно, с понижением поверхностной
энергии.

Чтобы ПАВ могло
защитить каплю от слияния с другой, оно
должно создавать защитную оболочку
снаружи капли. Поэтому оно должно лучше
(но не полностью) растворяться в
дисперсионной среде. Растворимость ПАВ
характеризуется числом ГЛБ.

ПАВ с числом ГЛБ
от 3 до 6 стабилизируют эмульсии в/м. Для
образования эмульсии м/в подходит ПАВ
со значением ГЛБ больше 10. Наиболее
эффективными эмульгаторами для получения
эмульсий I
рода являются натриевые соли жирных
кислот (мыла), алкилсульфаты, алкилсульфонаты
и др.

Предлагаем ознакомиться:  Выращивание рассады цветов на продажу, какие цветы выгодно выращивать, советы

В ряду жирных кислот лучшими
эмульгаторами являются лауриновая
(С11Н23СООН)
и миристидиновая (С13Н27СООН)
кислоты, дающие согласно правилу
Дюкло-Траубе, наибольшее понижение
поверхностного натяжения по сравнению
с предшествующими членами гомологического
ряда.

ГЛБ смеси эмульгаторов
является величиной аддитивной, что
позволяет получать стойкие эмульсии,
используя смеси эмульгаторов. Этим
свойством часто пользуются в
фармацевтической практике.

  1. Высокомолекулярные
    соединения
    .

а) Еще большая
стабильность эмульсий может быть
достигнута при использовании ВМС
(протеины, смолы, крахмал, желатин,
поливиниловый спирт и др.). В отличие от
ПАВ, длинные цепные молекулы этих веществ
с равномерным распределение полярных
групп располагаются горизонтально в
плоскости раздела «капля – среда», где
они могут легко переплетаться между
собой с образованием пространственных
структур.

Какой из ионов обладает лучшей адсорбционной способностью

Сетчатые структуры прочны и
не разрушаются при разбавлении эмульсии
и удалении дисперсионной среды. Понятно,
что капля, находясь в такой «капсуле»,
неограниченно устойчива против
коалесценции. Таким образом, ВМС сообщает
эмульсии в первую очередь
структурно-механическийфактор
устойчивости
– на поверхности капли создается
структурированная прочная пленка.

б) Многие ВМС
содержат ионогенные группы и в растворах
распадаются с образованием полиионов.
Группу –СООН, например, содержат
альгинаты, растворимый крахмал, группу
–SO3H
– агар. Полиэлектролиты (белки)
одновременно содержат как кислотную,
так и основную группы.

в) Способные к
гидратации группы ВМС создают вокруг
частиц дисперсной фазы защитные гидратные
слои.

г) Стабилизирующее
действие ВМС связывают с
энтропийным фактором.

д) Если
ВМС обладают поверхностной активностью,
то это приводит к снижению межфазного
поверхностного натяжения и свободной
поверхностной

энергии, т.е.
проявляется термодинамический
фактор устойчивости.

  1. Тонкодисперсные
    порошки.

Стабилизаторами
эмульсий могут быть не только вещества,
растворимые в одной из фаз и способные
понижать поверхностное натяжение, но
и нерастворимые твердые эмульгаторы,
порошки в состоянии большого измельчения
(размер частиц намного меньше размеров
капель).

Какой из ионов обладает лучшей адсорбционной способностью

а) Твердые
порошкообразные вещества способны
скапливаться на границе раздела капель
и среды, благодаря избирательной
смачиваемости твердых тел. При встряхивании
двух несмешивающихся жидкостей в
присутствии твердого эмульгатора его
крупинки прилипают к межфазной
поверхности, причем большая часть
поверхности частиц эмульгатора находится
в той жидкости, которая их лучше смачивает.

Таким образом, на
капельках образуется «броня»,
предотвращающая коалесценцию.

Рис.15
Стабилизация эмульсии твердым эмульгатором

Если твердый
эмульгатор лучше смачивается водой
(например, каолин, мел), такая «броня»
возникает со стороны водной фазы; при
этом образуется эмульсия типа м/в. Если
же твердый эмульгатор лучше смачивается
неполярным углеводородом (например,
сажа, сульфиды металлов), то образуется
эмульсия типа в/м. Стабильность эмульсии
обусловлена структурно-механическим
фактором устойчивости.

б) На частицах
стабилизатора может образоваться ДЭС,
таким образом, появляется еще один
фактор устойчивости – электрический
заряд.

в) Устойчивость
эмульсии повышается также за счет
образования сольватной (гидратной)
оболочки.

Эмульгатор не
только сообщает устойчивость эмульсии,
но и определяет её тип. По правилу
Банкрофта, дисперсионной средой является
та жидкость, которая лучше смачивает
или растворяет эмульгатор, т.е.

эмульгатор
имеет сродство к дисперсионной среде.
Изменяя тип эмульгатора, можно изменить
тип эмульсии. Изотермически
обратимый процесс перехода м/в — в/м
называется обращением фаз.
Например, добавление СаСl2
в эмульию м/в, стабилизированную Nа-мылом,
вызывает обращение фаз. Это происходит
потому, что в результате реакции

2С17Н35СООNa
CaCl2

(С17Н35СОО)2Ca
NaCl

образуется кальция
олеат, который лучше растворяется в
неполярной жидкости.

Обращение фаз
происходит и в результате механического
воздействия. Так, в процессе взбивания
сливок получают сливочные масла. При
этом высококонцентрированная эмульсия
м/в переходит в эмульсию в/м.

Иногда возникает
потребность разрушить эмульсию. Процесс
разрушения эмульсий называется
деэмульгированием. Оно
лежит в основе многих технологических
процессов, например, производство масла
и сливок из молока, каучуков из латекса;

Индифферентные вещества

  1. К ПАВ относятся
    вещества, способные снижать поверхностное
    натяжение, т.к. σ пав < σ жидкости.
    Поверхностно-активными по отношению
    к воде являются вещества менее полярные,
    чем вода (спирты, амины, жирные кислоты,
    мыла, белки и др.)

  2. Для них dσ / dС < 0,
    т.е. с увеличением концентрации ПАВ
    поверхностное натяжение раствора
    уменьшается. Графически эта зависимость
    изображается кривой – изотермой
    поверхностного натяжения (Рис. 4). Из
    графика видно, что для ПАВ характерно
    резкое снижение σ
    даже при малых концентрациях. По мере
    роста концентрации ПАВ график становится
    более пологим и, наконец, переходит в
    горизонтальную прямую. Это означает,
    что поверхностное натяжение достигло
    своего минимального значения. При этих
    условиях на поверхности жидкости
    образуется сплошной мономолекулярный
    слой ПАВ и дальнейшая адсорбция уже
    невозможна.

Рис. 4 Изотерма
поверхностного натяжения для ПАВ

  1. В 1878 году американский
    ученый Дж. Гиббс вывел уравнение,
    связывающее величину адсорбции вещества
    (Г) с его способностью изменять
    поверхностное натяжение раствора
    (dσ / dС)

Предлагаем ознакомиться:  Каких коз лучше держать для молока

Где С – концентрация,
моль/л

R
– универсальная газовая постоянная,
равная 8,32 Дж/моль·К

Т – абсолютная
температура, К

dσ / dС
– изменение поверхностного натяжения
с концентрацией при неизменной величине
поверхности.

  1. Из уравнения
    Гиббса следует, что при dσ / dС
    < 0 величина Г > 0. Говорят, что для ПАВ
    характерна положительная адсорбция,
    когда поверхностная концентрация
    молекул ПАВ больше, чем в объеме.

  2. Молекулы ПАВ имеют
    дифильное строение: они содержат
    полярную и неполярную группы. Полярными
    свойствами обладают такие атомные
    группировки, как -СООН, -ОН, -NН2,
    -NО2,
    -SО2ОН
    и др. Они способны к гидратации и являются
    гидрофильными. Неполярная часть молекул
    ПАВ представляет собой гидрофобную
    углеводородную цепь или ароматический
    радикал. Таким образом, поверхностно-активными
    по отношению к воде являются спирты,
    амины, жирные кислоты, мыла, белки и
    т.д.

  3. Благодаря дифильному
    строению ПАВ, их молекулы самопроизвольно
    образуют ориентированный монослой на
    поверхности раздела фаз: полярные
    группы молекул располагаются в водной
    (полярной) фазе, а гидрофобные радикалы
    – в менее полярной фазе. Причиной такой
    ориентации является то, что энергия
    взаимодействия молекул воды друг с
    другом больше, чем с гидрофобными
    частями молекул ПАВ: Ен2о
    – н2о
    > Ен2о
    – пав. Для изображения молекул ПАВ
    приняты условные обозначения. Прямая
    или волнистая линия обозначает
    углеводородный радикал, а кружочек –
    полярную группу. Схематично ориентацию
    молекул ПАВ можно изобразить следующим
    образом (Рис. 5).

Рис. 5 Ориентация
ПАВ на границе жидкость-газ

  1. Способность ПАВ
    снижать поверхностное натяжение
    количественно оценивается поверхностной
    активностью q = – dσ/dС.
    В гомологических рядах прослеживаются
    четкие закономерности в изменении
    поверхностной активности: она возрастает
    по мере увеличения длины углеводородного
    радикала и зависит от неполярности
    вещества. В конце XIX века Дюкло и Траубе
    на основании большого экспериментального
    материала сформулировали правило: при
    увеличении длины углеводородной цепи
    на группу -СН2
    поверхностная активность возрастает
    в 3 – 3,5
    раза. Иными словами, увеличение длины
    цепи в арифметической прогрессии
    приводит к росту поверхностной активности
    в геометрической прогрессии. На рис. 6
    приведены изотермы поверхностного
    натяжения для ряда кислот. Из графика
    видно, что q1<q2<q3<q4.

Это вещества,
которые, будучи растворенными в воде,
не изменяют её поверхностного натяжения.
Для них dσ / dС = 0 и Г = 0, т.е. молекулы
этих веществ равномерно распределяются
между поверхностным слоем и объемом
раствора. Примером индифферентного к
воде вещества служит сахар.

Таким образом, на
границе жидкость-газ адсорбируются
ПАВ, оказывая значительное влияние на
σ жидкости, к которой добавляются
(Рис.10).

Рис. 9 Зависимости
поверхностного натяжения от концентрации

Молекулярная адсорбция из растворов

Твердые адсорбенты
– это природные и искусственные материалы
с большой наружной и внутренней
поверхностью, на которой происходит
адсорбция из граничащих с ней растворов.
Непористые адсорбенты (порошкообразные
вещества) обладают наружной поверхностью.

Поверхность
твердого тела, так же как и жидкости,
обладает избытком свободной поверхностной
энергии, поэтому на границе твердое
тело – раствор происходит адсорбция
веществ, понижающих запас поверхностной
энергии.

Какой из ионов обладает лучшей адсорбционной способностью

Адсорбция твердыми телами
зависит от величины поверхности: чем
сильней раздроблено твердое тело или
чем больше его пористость, тем больше
его поверхность и способность к адсорбции.
При адсорбции происходит заполнение
поверхности адсорбента частицами
вещества до тех пор, пока между веществами,
находящимися на поверхности и оставшимися
в окружающей среде, не установится
состояние динамического равновесия.

Адсорбция из
растворов имеет сложный характер,
поскольку за активные центры адсорбента
конкурируют растворенное вещество и
растворитель. К тому же между ними идет
взаимодействие. Различают два вида
адсорбции:

  1. Молекулярную
    (адсорбцию неэлектролитов), когда
    твердое тело адсорбирует молекулы
    адсорбата.

  2. Ионную, когда
    адсорбент избирательно поглощает из
    раствора электролита один из видов
    ионов растворенного вещества.

Явление адсорбции
из растворов твердыми телами было
открыто и изучено в 1785 г русским химиком
и фармацевтом Т.Е.Ловицем (1757-1804).

Неэлектролиты и
слабые электролиты адсорбируются на
поверхности твердого тела в виде молекул.
В результате адсорбции концентрация
растворенного вещества в растворе
уменьшается. Величину адсорбции
определяют по разности концентраций
исходного и равновесного растворов
адсорбата.

Где V
– объем, из которого ведется адсорбция,
мл

m
– масса адсорбента, г

С0
– концентрация до адсорбции, моль/л

Сравн
– равновесная
концентрация, моль/л

Рис. 10 Изотерма
адсорбции

Изотерма адсорбции
имеет вид параболы (Рис. 10). Ход кривой
для средних концентраций (участок 2)
описывает эмпирическое уравнение
Фрейндлиха

https://www.youtube.com/watch{q}v=https:accounts.google.comServiceLogin

,
где β и 1/n
– константы.

Физический смысл
β становится ясным, если положить С =
1 моль/л, тогда β = Г, т.е. β –
величина адсорбции при концентрации,
равной единице.

1/n
– адсорбционный показатель, принимающий
значения в пределах 0,1 – 1.

Какой из ионов обладает лучшей адсорбционной способностью

β и 1/n
зависят от природы адсорбента, адсорбата
и температуры.·

При логарифмировании
уравнение Фрейндлиха переходит в
линейную форму

и в координатах
lg
x/m
– lg C
изотерма имеет вид прямой (Рис. 11).
Линейная изотерма позволяет определить
графически константы уравнения: отрезок
на оси ординат – lg β,
а tg α = 

https://www.youtube.com/watch{q}v=ytdevru

Рис. 11 График для
определения констант уравнения адсорбции
Фрейндлиха

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector