1.2. Моно- та полімолекулярна адсорбція.

Теорія мономолекулярної адсорбції була запропонована в 1916 р. американським вченим Ленгмюром. 

В основі цієї теорії лежать наступні припущення :

1. адсорбція локалізована і відбувається тільки при зіткненні молекул газу з вільними центрами на поверхні адсорбенту ;

2. кожен центр поверхні може утримувати тільки один адсорбтив;

У разі мономолекулярної адсорбції рух молекул газу обмежений двома вимірами. Тривимірне рівняння стану в цьому випадку непридатне, і тому були зроблені спроби знайти аналогічне рівняння для двовимірного простору. У найпростішому випадку, коли між адсорбованими молекулами немає ніякої взаємодії, прийнято користуватися рівнянням для двовимірного ідеального газу.

Полімолекулярна адсорбція . У полімолекулярній адсорбції існує дві теорії, запропоновані в більш пізній період, які також засновані на допущенні, що при фізичній адсорбції утворюється адсорбційний шар з товщиною більшою, ніж для мономолекулярного шару. 

Мономолекулярний шар – шар речовини товщиною в одну молекулу на поверхні розділу фаз. Виникає при адсорбції, поверхневій дифузії та при випаровуванні розчинника з розчину, який має нерозчинний компонент.

В залежності від відстаней між молекулами розрізняють:

• газоподібний (молекули мономолекулярного шару розташовані далеко одна від одної і практично не взаємодіють між собою),

• рідинно-розширений (проміжний),

• конденсований мономолекулярний шар (молекули щільно упаковані, речовина шару схожа на двовимірне тверде тіло).

Структура і властивості мономолекулярних шарів значною мірою визначають швидкість масопереносу через поверхню розділу фаз, адгезію, стійкість емульсій, пін, а також результати таких технологічних процесів, як брикетування вугілля, флотації корисних копалин, адгезійного збагачення золота, масляної флокуляції та агломерації, знесолення вугілля та ін.

Перша з цих теорій – поляризаційна. Вона була запропонована Де-Буром і Цвіккером в 1929 р. і висловлена ​​знову в дещо іншій формі Бредлі в 1936 р.

Ця теорія пояснює адсорбцію неполярних молекул на іонних адсорбентах, допускаючи, що зовнішній шар іонів адсорбенту індукує диполі в першому шарі адсорбованих молекул, які в свою чергу індукують диполі в наступному шарі, і так до тих пір, поки не буде утворено кілька адсорбційних шарів. 

Друга теорія була заснована на припущенні, що ті ж сили, які викликають конденсацію, відповідальні і за енергію зв'язку полімолекулярної адсорбції. Цю теорію назвали теорією полімолекулярної адсорбції.  

2. Класифікація пористих сорбентів.

Сорбенти, використовувані для хроматографії, ділять на кілька груп, кожна з яких, своєю чергою, підрозділяється на типи. Класифікація сорбентів може ґрунтуватися на ряді ознак. Загальноприйнятим є поділ сорбентів на групи з хімічної природи матриці (основи) сорбенту, а, по типам – методом хімічної обробки матриці, що робить її придатною для використання у певному вигляді хроматографії.

Основними групами сорбентів є:

• поверхнево-пористі сорбенти, які становлять незворушне для розчинника тверде ядро зі скла, на поверхню якого занесений тонкий шар пористого адсорбенту, зазвичай силікогеля;

• пористі сорбенти з урахуванням силікогеля;

• пористі сорбенти з урахуванням оксиду алюмінію;

• пористі сорбенти на полімерній основі.

Сорбенти першої групи являють собою скляні мікрошаріки розміром 35–50мкм, на поверхні яких різноманітними способами закріплюється шар силікогеля чи оксиду алюмінію завтовшки 1–2мкм. Цей шар використовується методом адсорбційної хроматографії, або модифікується нанесенням рухомої фази. Нанесення фази можливо динамічним методом з розчинника і методом випаровування розчину фази. Наноситися можуть індивідуальні речовини або ж полімери. Фазами можуть бути хімічно щеплені плівки як у вигляді щіткових сорбентів, так і у вигляді полімерних плівок різної товщини.

Поруч із перевагами поверхнево-пористих сорбентів (можливість упаковки в колонки сухим способом, легкість фракціонування, різноманітний асортимент щеплених і заподіяних фаз) виявилися їх серйозні недоліки. Головними можна вважати малу ємність по пробі, пов'язану з малою поверхнею сорбенту в колонці (основний обсяг сорбенту займає непористе ядро, яке використовується у поділі), великий гідравлічний опір довгих колонок, їх малу продуктивність і швидке перевантаження в препаративній роботі, складну технологію отримання сорбентів та його великі гроші, недостатню ефективність колонок і тривалість аналізу.

Нині поверхнево-пористі сорбенти мало використовують із аналітичної роботи. Єдина сфера застосування, яка їм зараз залишилася, – це використання у предколонках. Предколонки встановлюють перед аналітичною колонкою для уловлювання незворотно сорбуючих забруднень з проб, особливо у медицині та біології.