5.2. Правило вытеснения

К молекулярной адсорбции из раствора применимы закономерности, установленные для адсорбции смеси газов.

А дсорбция из раствора описывается уравнениями:

где и - величины адсорбции растворителя и растворённого вещества из раствора, , , , – константы, и – концентрации растворителя и растворённого вещества.

В случае независимой адсорбции отдельных компонентов справедливы выражения:

П оделив выражения для величин совместной адсорбции ( и ) на выражения для независимой адсорбции ( и ), получим:

С ледовательно ; , т. е. присутствие второго компонента снижает адсорбцию первого при одинаковых равновесных концентрациях. Этот вывод, полученный для адсорбции смеси газов, справедлив и для растворов и известен как правило вытеснения. Компонент, сильнее адсорбирующийся отдельно, сильнее адсорбируется и в смеси. Если , то .

Адсорбция зависит от взаимодействия всех ком­понентов, т.е. взаимодействия твердого тела с растворителем, твердого тела с адсорбатом и адсорбата с растворителем. Следовательно, необходимо учитывать межмолекулярные взаимодействия в жидкой фазе, т. к. они часто имеют решающее значение.

Изотерма адсорбции может быть описана уравнениями Фрейндлиха и Ленгмюра. Экспериментальная техника изучения адсорбции достаточна проста. Величину адсорбции определяют по разности концентрации ве­щества в растворе до адсорбции и после установления равновесия, опре­деленной подходящим аналитическим методом (весовым, объемным, спект­ральным, рефрактометрическим и т.д.)

Прежде всего, адсорбция зависит от взаимодействия адсорбента и среды, которое характеризуется теплотой смачивания и определяет ус­ловия смачивания, растекания, адгезии и когезии. Эти явления сопро­вождают друг друга, и каждое из них вносит вклад в межфазное взаимо­действие.