Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Абсорбція



План:


Введення

(!) Не слід плутати з Адсорбцією.

Абсорбція ( лат. absorptio від absorbere - Поглинати) - поглинання сорбату всім об'ємом сорбенту. Є окремим випадком сорбції.

У техніці та хімічної технології найчастіше зустрічається абсорбція (поглинання, розчинення) газів рідинами. Але відомі й процеси абсорбції газів і рідин кристалічними і аморфними тілами (наприклад, абсорбція водню металами, абсорбція низькомолекулярних рідин і газів цеолітами, абсорбція нафтопродуктів гумовотехнічними виробами і т.п.).

Часто в процесі абсорбції відбувається не тільки збільшення маси абсорбуючого матеріалу, а й суттєве збільшення його обсягу (набухання), а також зміна його фізичних характеристик - аж до агрегатного стану.

На практиці абсорбція найчастіше застосовується для розділення сумішей, що складаються з речовин, що мають різну здатність до поглинання відповідними абсорбентами. При цьому цільовими продуктами можуть бути як абсорбувати, так і не абсорбувався компоненти сумішей.

Зазвичай в разі фізичної абсорбції абсорбованої речовини можуть бути знову витягнуто з абсорбенту допомогою його нагрівання, розбавлення неабсорбірущей рідиною або інших відповідних засобів. Регенерація хімічно абсорбованих речовин також іноді можлива. Вона може бути заснована на хімічному або термічному розкладанні продуктів хімічної абсорбції з вивільненням всіх або деяких з абсорбованих речовин. Але в багатьох випадках регенерація хімічно абсорбованих речовин і хімічних абсорбентів буває неможливою або технологічно / економічно недоцільною.

Явища абсорбції широко поширені не тільки в промисловості, але і в природі (приклад - набухання насіння), а також у побуті. При цьому вони можуть приносити як користь, так і шкоду (наприклад, фізична абсорбція атмосферної вологи призводить до набухання і подальшого розшарування дерев'яних виробів, хімічна абсорбція кисню гумою - до втрати нею еластичності і розтріскування).

Слід відрізняти абсорбцію (поглинання в об'ємі) від адсорбції (поглинання в поверхневому шарі). Через схожість написання і вимови, а також близькості позначаються понять ці терміни часто плутають.


1. Види абсорбції

Розрізняють фізичну абсорбцію і Хемосорбція.

При фізичній абсорбції процес поглинання не супроводжується хімічною реакцією.

При хемосорбції абсорбіруемий компонент вступає в хімічну реакцію з речовиною абсорбенту.

2. Абсорбція газів

Згідно закону Генрі розчинність газу в рідині пропорційна тиску, під яким газ знаходиться, але за умови, що газ при розчиненні не утворює нових сполук і молекули його не полімеризуються [1].

Будь-яке щільне тіло згущує досить значно прилеглі безпосередньо до його поверхні частки навколишнього його газоподібної речовини. Якщо таке тіло пористо, як, наприклад, деревне вугілля або губчаста платина, то це ущільнення газів має місце і по всій внутрішній поверхні його пір, а тим самим, отже, і в набагато більш високого ступеня. Ось наочний приклад цього: якщо взяти шматок свіжопрокаленого деревного вугілля, кинути його в пляшку, яка містить вуглекислий або інший газ, і закривши її зараз же пальцем, опустити отвором вниз в ртутну ванну, то ми незабаром побачимо, що ртуть піднімається і входить в пляшку, це прямо доводить, що вугілля поглинув вуглекислоту чи інакше настало ущільнення, абсорбція газу.

При всякому ущільненні виділяється тепло, тому, якщо вугілля розтерти в порошок, що, наприклад, практикується при фабрикації пороху, і залишити лежати в купі, то від того, що відбувається тут поглинання повітря маса так нагрівається, що може статися самозаймання. На цьому саме зігріванні, що залежить від абсорбції, засноване пристрій платинової пальника Деберейнера. Знаходиться там шматок губчастої платини ущільнює так сильно кисень повітря і спрямовану на нього струмінь водню, що сам поступово починає розжарюються і нарешті запалює водень. Речовини, які абсорбують - поглинають з повітря водяна пара, згущують його теж в собі, утворюючи воду, і від цього стають вологими, як, наприклад, нечиста кухонна сіль, поташ, хлористий кальцій і т. п. Такі тіла звуться гігроскопічними.

Абсорбція газів пористими тілами була вперше помічена і вивчена майже одночасно Фонтаном і Шееле в 1777 р., а потім піддавалося дослідженню багатьма фізиками, а особливо Соссюра в 1813 р. Останній, як на найбільш жадібних поглиначів, вказує на буковий вугілля та пемзу (морська пінка). Один обсяг такого вугілля при атмосферному тиску в 724 міл. поглинув 90 обсягів аміаку, 85 - хлористого водню, 25 - вуглекислоти, 9,42 - кисню; пемза при такому ж порівнянні зробила трохи менше поглинальної здатності, але в усякому разі це теж один з кращих абсорбентів.

Чим легше газ згущується в рідину, тим сильніше він поглинається. При малому зовнішньому тиску і при нагріванні - зменшується кількість поглинається газу. Чим дрібніше пори поглинача, тобто чим він щільніше, тим більшою, загалом, він володіє поглинальною здатністю; занадто проте ж дрібні пори, як наприклад графіту, не сприяють абсорбції. Органічно вугілля поглинає не тільки гази, а й дрібні тверді і рідкі тіла, а тому і вживається для знебарвлення цукру, очищення алкоголю і т. д. Внаслідок абсорбції всяке щільне тіло оточене шаром ущільнених парів і газів. Ця причина, по Вайделю, може служити для пояснення відкритого Мозером в 1842 р. цікавого явища так званих потових картин, тобто одержуваних при диханні на скло. А саме, якщо докласти кліше або який-небудь рельєфний малюнок до полірованої скляній площині, потім, відібравши її, подихати на це місце, то на склі виходить досить точний знімок малюнка. Це відбувається від того, що при лежанні на склі кліше гази поблизу поверхні скла розподілилися нерівномірно, залежно від нанесеного на кліше рельєфного малюнка, а тому й водяні пари, при диханні на це місце, розподіляються теж в такому порядку, а охолодити і осівши, і відтворюють даний малюнок. Але якщо нагріти попередньо скло або кліше, і розсіяти таким чином ущільнений поблизу них шар газів, то вже таких потових малюнків отримати не можна.

За закону Дальтона з суміші газів кожен газ розчиняється в рідині пропорційно своєму парціальному тиску, незалежно від присутності інших газів. Ступінь розчинення газів у рідині визначається коефіцієнтом, що показує, скільки обсягів газу поглинається в одному об'ємі рідини при температурі газу 0 і тиску в 760 мм. Коефіцієнти абсорбції для газів і води обчислюються за формулою α = А + В t + C t , де α - шуканий коефіцієнт, t - температура газу, А, В і С - постійні коефіцієнти, які визначаються для кожного окремого газу. За дослідженнями Бунзена коефіцієнти найважливіших газів мають такі

Гази А В З Дійсні при t
С1 +3,0361 -0,046196 +0,0001107 від 0 до +40
СО +1,7967 -0,07761 +0,0016424 від 0 до +20
Про +0,4115 -0,00108986 +0,000022563 від 0 до +20
H 2 S +4,3706 -0,083687 +0,0005213 від 0 до +40
N +0,020346 0,0000538873 +0,000011156 від 0 до +20
H +0,0193 - - від 0 до +20


Крім твердих тіл поглинати можуть і рідини, особливо якщо їх змішати разом в якомусь посудині. 1 об'єм води може при 15 C і 744 міл. тиску розчинити в собі, абсорбувати 1/50 обсягу атмосферного повітря, 1 обсяг вуглекислоти, 43 обсягу сірчистого газу і 727 обсягів аміаку. Обсяг газу, який при 0 C і 760 міл. барометричного тиску поглинається одиницею об'єму рідини, називається коефіцієнтом поглинання газу для цієї рідини. Коефіцієнт цей для різних газів і різних рідин - різний. Чим вище зовнішнє тиск і нижче температура, тим більше розчиняється в рідині газу, тим більше коефіцієнт поглинання. Тверді і рідкі тіла абсорбують в даний час різні кількості газів, а тому і можна обчислити кількості поглинається газу для кожної окремої рідини. Вивчення абсорбції газів рідинами розпочато було Анрі ( 1803) і потім двинуто далі Соссюром ( 1813) і В. Бунзеном ("Gasometrische Methoden", Брауншвейг, 1857, 2 изд., 1877). - Причина абсорбції полягає у взаємному тяжінні молекул тел абсорбуючого і абсорбується.



Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru