66. Хемосорбция и каталитическая сорбция, сходства и отличия, привести примеры

Хемосорбция- химическая сорбция, поглощение жидкостью или твёрдым телом веществ из окружающей среды, сопровождающееся образованием химических соединений. В более узком смысле Х. рассматривают как химическое поглощение вещества поверхностью твёрдого тела, т. е. как химическую адсорбцию. При Х. выделяется значительное количество тепла: обычно теплоты Х. лежат в пределах 84—126 кдж/моль (20—30 ккал/моль), а в некоторых случаях, например при Х. кислорода на металлах, могут превышать 420 кдж/моль (100 ккал/моль). Х. требует значительной энергии активации. Поэтому при повышении температуры Х. ускоряется (т. н. активированная адсорбция). Х. избирательна, т. е. зависит от химического сродства адсорбируемого вещества к поверхности твёрдого тела. Для изучения Х. применяют физические методы: спектроскопию, электронный парамагнитный и ядерный магнитный резонанс, электронный и ионный проекторы, дифракцию медленных электронов и др. Х. играет большую роль в гетерогенном катализе, очистке газов, вакуумной технике и др.

1. применение хемосорбции кислорода для определения площади поверхности металлического компонента в металлических катализаторах, нанесенных на подложку, или окисного компонента в смешанном окисном

2. Активированный уголь импрегнируют различными химическими реагентами для повышения их активности в отношении отдельных соединений.

Импрегнированные активированные угли используются для специальных приложений в области воздухо- и водоочистки, в респираторах, для военных целей, в атомной промышленности.

3. высокоэффективных хемосорбционных материалов для извлечения антропогенных загрязнений из промышленных и бытовых стоков. Промывка выбросов растворами реагентов, связывающих примеси химически (метод хемосорбции)

4. Примером хемосорбции может служить очистка газо-воздушной смеси от сероводорода путем применения мышьяково-щелочного, этаноламинового и других растворов. При мышьяково-щелочном методе извлекаемый из отходящего газа сероводород связывается окси-сульфомышьяковой солью, находящейся в водном растворе.

Хемосорбция широко применяется в промышленности для очистки газов, дегазации, разделения металлов, а также в научных исследованиях.

Каталитическая

Примеры:

1. Очистка воздуха от вредных газообразных примесей сорбентом основывается на принципе сорбции. Этот принцип предполагает физическую адсорбцию, химическую сорбцию (хемосорбцию) и ее разновидность — каталитическую сорбцию.

2. Технология сорбционно-каталитической электрофлотационной очистки природных и сточных вод от органических соединений

3. Поглощение примесей путем применения каталитического превращения.

67. Почему “химические дожди” выпадают недалеко от источника загрязнения?

Облако — а это множество мельчайших капелек определенного размера и массы — удерживается во взвешенном состоянии благодаря подпирающему давлению воздуха. Ликвидировать облако можно, либо укрупнив капли до таких размеров, когда они под собственной тяжестью выпадут на землю; либо, наоборот, измельчив их, превратить в пар. Частицы дыма, выброшенные в атмосферу служат центрами на которых частицы аэрозоля собираются в капли.

Термином "кислотные дожди" называют все виды метеорологических осадков - дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, - рН которых меньше, чем среднее значение рН дождевой воды (средний рН для дождевой воды равняется 5.6).

Избыточная кислотность дождя обусловлена в основном присутствием двух веществ:

— Оксиды серы. Эти соединения попадают в атмосферу естественным путем при извержениях вулканов, но значительная часть атмосферных оксидов серы образуется в результате сжигания природного топлива. Уголь и нефть содержат небольшое количество серы. При сжигании этих видов топлива в атмосферу попадает сера в соединении с кислородом. Растворяясь в дождевых каплях, оксид серы образует серную кислоту.

— Оксиды азота. При достаточно высокой температуре содержащийся в воздухе азот соединяется с кислородом с образованием оксида азота. В природе это может произойти во время разряда молнии, но основная часть оксидов образуется при сжигании бензина в двигателях внутреннего сгорания (например, в автомобилях) или при сжигании угля. При растворении этих веществ в капельках воды образуется азотная кислота.

68)Адсорбция.

Явление самопроизвольного изменения (увелич) конц вещества (адсорбата) на поверхности концентрированной фазы (адсорбента) называется адсорбцией.

Различают физическую, или ванн-дер-ваальсову, и химическую адсорбцию, или хемосорбцию. В первом случае адсорбционные силы имеют ту же природу, что и межмолекулярные, или ванн-дер-ваальсовы, силы. Физическая адсорбция всегда обратима. При хим адсорбции адсорбционные силы имеют хим природу. Хемосорбция обычно необратима.

Физ адсорбция протекает самопроизвольно. Адсорбат стремится занять всю поверхность адсорбента, но этому препятствует другой процесс, противоположный адсорбции – десорбция, вызванная как и диффузия, стремлением к равномерному распределению вещества вследствие теплового движения.

ТЕОРИЯ ЛАНГМЮРА. Простейшей теорией, описывающей равновесную адсорбцию из газовой фазы или разбавленных растворов является теория Лангмюра.

Основные положения:

- адсорбент предоставляет адсорбату ограниченное число независимых адсорбционных мест, причем в каждом месте может адсорбироваться, только одна молекула.

- все адсорбционные месса являются энергетически одинаковыми. (для этого в модели адсорбент является абсолютно гладкой поверхностью).

- адсорбированные молекулы взаимодействуют с поверхностью адсорбента, но не взаимодействуют между собой.

Очистка газа от примесей вредных компонентов. Такая очистка осуществляется прежде всего с целью удаления примесей, не допустимых при дальнейшей переработке газов (например, очистка нефтяных и коксовых газов от H2S очистка азотоводородной смеси для синтеза аммиака от СО2 и СО, осушка сернистого газа в производстве контактной серной кислоты и т. д.).