Adsorpce

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Možná hledáte: Absorpce.

Adsorpce je proces, jehož principem je hromadění plynné látky ze směsi plynů nebo rozpuštěné látky v kapalině (adsorbátu) na povrchu pevné látky (adsorbentu) účinkem mezipovrchových přitažlivých sil.

Rozlišují se dva druhy adsorpce:

  1. fyzikální adsorpce – vzniká na základě Van der Waalsových přitažlivých sil,
  2. chemisorpce – je pevnější než fyzikální adsorpce, je tvořena chemickými vazbami.

Průběh adsorpce je charakterizován adsorpční rovnováhou, která určuje maximální množství látky, které je za daných podmínek možné adsorbovat a rychlostí adsorpce (kinetikou), která určuje rychlost tohoto děje.

Adsorpční rovnováha[editovat | editovat zdroj]

Adsorpční rovnováha je popsána funkční závislostí naadsorbovaného množství na koncentraci, tedy adsorpčními izotermami nebo izobarami, podle toho zda proces probíhá za konstantní teploty nebo za konstantního tlaku. Častěji se používají adsorpční izotermy, z nichž nejjednodušší a nejznámější jsou Langmuirova a Freundlichova.

Langmuirova adsorpční izoterma[editovat | editovat zdroj]

Langmuir modeluje povrchu adsorbentu jako inertní s konečný počtem adsorpčních center, která jsou všechna stejná a adsorpční teplo, které se při adsorpcích uvolňuje není závislé na adsorbovaném množství a. Z tohoto modelu odvozuje rovnici

a=\frac{a_{max}k_Lp}{1+k_Lp}

kde a je adsorbované množství na jednotku absorbentu, a_{max} je maximální absorbovatelné množství, k_L je rovnovážná konstanta mezi adsorpcí a desorpcí a p je tlak plynu nad povrchem. Pro případ adsorpce z kapaliny se místo tlaku p v rovnici objeví koncentrace c.

Freundlichova adsorpční izoterma[editovat | editovat zdroj]

Freundlich modeluje povrch adsorbentu podobně, avšak adsorpční teplo je závislé na adsorbovaném množství a

a=Kp^{\frac{1}{n}}

kde K a n jsou konstanty a pro kapaliny se v rovnici opět objeví koncentrace místo tlaku.

Rychlost adsorpce[editovat | editovat zdroj]

Rychlost adsorpce se obvykle považuje za lineárně závislou na vzdálenosti od rovnováhy.

\frac{\mathrm{d}a}{\mathrm{d}t}=k(a_{rov.}-a)

kde t je čas a k je rychlostní konstanta.

Desorpce[editovat | editovat zdroj]

Po adsorpci je nutné adsorbent regenerovat opačným procesem - desorpcí, nebo adsorbent vyměnit. Desorpce probíhá za jiných podmínek, rovnováha je obrácena na druhou stranu a absorbovaná látka se naopak z pevného povrchu adsorbentu uvolňuje.

Využití[editovat | editovat zdroj]

Adsorpce se využívá v praxi například při odstraňovaní organických látek, těžkých kovů z odpadních i pitných vod, dehydratace plynů, v adsorpčních chladicích zařízeních aj. Jako adsorbent se používá aktivní uhlí (práškové, granulované), silikagel, zemědělské rostlinné odpady, zeolity atd.

Literatura[editovat | editovat zdroj]