Ko nozīmē adsorbcija ķīmijā?

Adsorbcija tiek definēta kā ķīmisku sugu adhēzija uz daļiņu virsmas. Vācu fiziķis Heinrihs Kailers 1881. gadā izgudroja terminu "adsorbcija". Adsorbcija ir atšķirīgs process no absorbcija, kurā viela izkliedējas uz a šķidrums vai ciets veidot a risinājums.

Adsorbcijā gāzes vai šķidruma daļiņas saistās ar cietu vai šķidru virsmu, ko sauc par adsorbentu. Daļiņas veido atomu vai molekulāru adsorbēšanas plēvi.

Adsorbcijas aprakstīšanai tiek izmantotas izotermas, jo temperatūra ievērojami ietekmē procesu. Adsorbcijas daudzumu, kas piesaistīts adsorbentam, izsaka kā koncentrācijas spiediena funkciju nemainīgā temperatūrā.

Adsorbcijas aprakstīšanai ir izstrādāti vairāki izotermu modeļi, tai skaitā:

• Lineārā teorija
• Freundliha teorija
• Langmuīra teorija
• BET teorija (pēc Brunauera, Emmeta un Tellera vārdiem)
• Kisliuka teorija

Ar adsorbciju saistīti termini ietver:

• Sorbcija: Tas ietver gan adsorbcijas, gan absorbcijas procesus.
• Desorbcija: Sorbcijas apgrieztais process. Adsorbcijas vai absorbcijas pretējā puse.

Starptautiskā tīras un lietišķās ķīmijas savienība (IUPAC) adsorbcijas definīcija ir:

Adsorbcija ir virsmas parādība, kurā daļiņas vai molekulas saistās ar materiāla augšējo slāni. No otras puses, absorbcija notiek dziļāk, iesaistot visu absorbētāja tilpumu. Absorbcija ir vielas poru vai caurumu aizpildīšana.

Parasti adsorbentiem ir mazs poru diametrs, tāpēc ir liels virsmas laukums, lai atvieglotu adsorbciju. Poras izmērs parasti svārstās no 0,25 līdz 5 mm. Rūpnieciskajiem adsorbentiem ir augsta termiskā stabilitāte un nodilumizturība. Atkarībā no pielietojuma virsma var būt hidrofobiskas vai hidrofils. Gan polārā un nepolārā adsorbenti pastāv. Adsorbentiem ir dažādas formas, ieskaitot stieņus, granulas un veidnes. Ir trīs galvenās rūpniecisko adsorbentu klases:

• Savienojumi uz oglekļa bāzes (piemēram, grafīts, aktivētā ogle)
• Savienojumi uz skābekļa bāzes (piemēram, ceolīti, silīcija dioksīds)
• Polimēru savienojumi

Adsorbcija ir atkarīga no virsmas enerģijas. Adsorbenta virsmas atomi ir daļēji pakļauti, lai tie varētu piesaistīt adsorbējošās molekulas. Adsorbciju var izraisīt elektrostatiskā pievilcība, chemisorption vai physisorption.

Adsorbentu piemēri:

• Silikagels
• Alumīnija
• Aktivētā ogle vai kokogles
• Zeolīti
• Adsorbcijas dzesētāji, ko izmanto kopā ar dzesēšanas līdzekļiem
• Biomateriāli, kas adsorbē olbaltumvielas

Adsorbcija ir vīrusa dzīves cikla pirmais posms. Daži zinātnieki uzskata videospēli Tetris par modeli formētu molekulu adsorbcijai uz plakanām virsmām.

Adsorbcijas procesam ir daudz lietojumu, tostarp:

• Adsorbciju izmanto gaisa atdzesēšanai gaisa kondicionēšanas ierīcēs.
• Aktivētā ogle tiek izmantots akvārija filtrēšanai un mājas ūdens filtrēšanai.
• Silikagelu izmanto, lai novērstu mitruma kaitējumu elektronikai un apģērbam.
• Adsorbentus izmanto, lai palielinātu no karbīdu iegūto oglekļa ietilpību.
• Adsorbentus izmanto, lai virsmām izveidotu nelipīgus pārklājumus.
• Adsorbciju var izmantot, lai pagarinātu noteiktu zāļu iedarbības laiku.
• Ceolītus izmanto oglekļa dioksīda noņemšanai no dabasgāzes, oglekļa monoksīda noņemšanai no reformējošās gāzes, katalītiskajai krekingai un citiem procesiem.
• Process tiek izmantots ķīmijas laboratorijās jonu apmaiņai un hromatogrāfijai.

• _{Atmosfēras ķīmijas terminu vārdnīca (1990. gada ieteikumi) ". Tīrā un lietišķā ķīmija 62: 2167. 1990.}
• _{Ferrari, L.; Kaufmans, Dž.; Winnefeld, F.; Planks, Dž. (2010). "Cementa modeļa sistēmu mijiedarbība ar superplastikatoriem, kas izpētīti ar atomu spēka mikroskopiju, zeta potenciāla un adsorbcijas mērījumiem." J Koloīds interfeisa Sci. 347 (1): 15–24.}