77. Адсорбция и адагуляция, сходства и отличия, привести примеры

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.

Ведет к образованию скопления вещества на границе раздела двух фаз. (Например, может образоваться монослой толщиной в несколько нм – если адсорбция идет по Лангмюровской модели).

Прилипание частиц к твердым поверхностям представляет собой адгезионную коагуляцию сокращенно - адагуляцию, см. гл. Изучение адагуляции имеет огромное практическое значение для проблемы охраны природной среды. Адагуляция – подвид коагуляции, адгезионное взаимодействие частиц дисперсной фазы с макроповерхностями. Приводит к укрупнению частиц в результате потери агрегативной устойчивости. (Адгезионная природа подразумевает взаимодействие за счет межмолекулярных сил и является результатом стремления системы к минимуму поверхностной свободной энергии).

Примеры адсорбции : поглощение газов и веществ из растворов древесным углем, глиной.

Пример адагуляции: Адагуляция микроорганизмов с частицами минерала характерна только для живых микроорганизмов. При этом связь между клеткой и частицей оказывается настолько прочной, что интенсивное перемешивание, промывка, обработка ультразвуком и другие воздействия не вызывают разрушения этих агрегатов. Убитые ( воздействием теплоты или рентгеновских лучей) клетки полностью теряют способность к гетерокоагуляции, независимо от типа минерала или микроорганизма.

Количественные характеристики дисперсных систем

1. Средний d_ср, минимальный d_min и максимальный d_max размер дисперсных частиц.

2. Концентрация частиц (ν, м^-3), равная числу дисперсных частиц (n_d) в единице объёма дисперсной среды (V): ν= n_d/V

3. Удельная поверхность дисперсной фазы (Ω_d, м²/кг) – отношение суммарной площади поверхности (Ω_n) всех дисперсных частиц к их суммарной массе (m): Ω_d=Ω_n/m

Для дисперсных частиц сферической или кубической формы, имеющих одинаковый размер (d), удельная поверхность дисперсной фазы равна удельной поверхности одной частицы:

Ω_d=6/(ρ_dd)

Где ρ_d – плотность дисперсной фазы.

4. Дисперсность (D) – отношение суммарной площади поверхности дисперсных частиц (Ω_n) к суммарному объему (V_n) дисперсной фазы: D= Ω_n/V_n

Дисперсность сферических или кубических частиц одинакового размера (d) равна: D=6/d

5. Поверхностное натяжение (σ, Дж/м²) – основной ТД параметр, характеризующий свойства поверхности раздела фаз; для жидкостей численно равна удельной свободной поверхностной энергии.

6. Время жизни дисперсной системы (τ).