Τύποι προσρόφησης

Η προσρόφηση, ένας όρος που επινοήθηκε από έναν Γερμανό επιστήμονα, τον Heinrich Kayser, το 1881, αναφέρεται συνήθως ως επιφανειακό φαινόμενο όπου τα σωματίδια αερίου, υγρού ή στερεού σχηματίζουν ένα στρώμα πάνω από την επάνω επιφάνεια της ουσίας στην οποία προσροφούνται. Πολύ παρόμοια με την απορρόφηση, και οι δύο αυτές επιστημονικές έννοιες έχουν μια πολύ σημαντική διαφορά. Η υγρή ή αέρια ουσία απορροφάται σε άλλη στερεή, υγρή ή αέρια ουσία σε απορρόφηση. Όταν μιλάμε για προσρόφηση, το υγρό, το αέριο ή το στερεό σχηματίζει ένα στρώμα κάλυψης πάνω από την επάνω επιφάνεια μιας άλλης στερεής, υγρής ή αέριας ουσίας που περνάει μέχρι το τέλος.

Απορρόφηση:

Όταν μιλάμε για προσρόφηση, συνήθως περιλαμβάνει μόρια, άτομα ή ακόμα και ιόντα διαλυμένου αερίου, υγρού ή στερεού που σχηματίζουν το ανώτερο στρώμα πάνω από την επιφάνεια. Η διαδικασία της προσρόφησης αποτελείται από δύο βασικούς όρους, δηλαδή προσροφητικό και προσροφητικό. Πριν προχωρήσουμε στους τύπους προσρόφησης, ας κάνουμε μια σύντομη περιγραφή αυτών των δύο όρων.

Επομένως, το προσροφητικό μπορεί να ονομαστεί ως η ουσία (είτε στερεή, υγρή ή αέρια) στην επιφάνεια της οποίας λαμβάνει χώρα η προσρόφηση.

Από την άλλη πλευρά, ο όρος προσροφητικό μπορεί να ονομαστεί ως οι ουσίες (κυρίως μόρια, άτομα ή ιόντα στερεάς, υγρής ή αέριας ουσίας) που απορροφώνται στη στερεή επιφάνεια (προσροφητικό) λόγω διαμοριακών έλξεων στο ανώτερο στρώμα .

Τύποι προσρόφησης:

Η προσρόφηση χωρίζεται σε δύο τύπους, δηλαδή τη Φυσιπροσρόφηση και τη Χημειοσρόφηση.

• Φυσορρόφηση

Η φυσορρόφηση μπορεί να ονομαστεί ως η κατάσταση κατά την οποία το προσροφητικό υλικό συγκρατείται στην επιφάνεια του προσροφητικού από ασθενείς φυσικές δυνάμεις, δηλαδή τη δύναμη του Van Der Waals. Η φυσορρόφηση είναι επίσης γνωστή ως προσρόφηση του van der Waals.

Ακολουθούν ορισμένα παραδείγματα φυσικορρόφησης:

Παράδειγμα 1:Προσρόφηση ενός στρώματος υδρατμών στην άνω επιφάνεια του silica gel

Παράδειγμα 2:Προσρόφηση διαφόρων αερίων στο ανώτερο στρώμα ζωικού άνθρακα

Χαρακτηριστικά Φυσιπροσρόφησης: 

Όπως αναφέρθηκε, στη φυσικορρόφηση, το ανώτερο στρώμα του προσροφητικού έλκει το προσροφητικό με πολύ ασθενή φυσική δύναμη. Τώρα, αφήστε μας να ξέρουμε ποιες είναι όλες οι επιπτώσεις στη φυσικοπροσρόφηση όταν η θερμοκρασία, η πίεση, κ.λπ., μπαίνουν στο παιχνίδι.

1:Φυσική αλλαγή :Όπως όλοι γνωρίζουμε, δεν υπάρχει σχηματισμός χημικών δεσμών στην άνω επιφάνεια του προσροφητικού στη φυσιορόφηση. Έτσι, απλώς περνάει από μια φυσική αλλαγή. Ως εκ τούτου, ονομάζεται φυσική προσρόφηση ή φυσική προσρόφηση.

2:Μη ειδική φύση :Ένα άλλο χαρακτηριστικό της φυσικορρόφησης είναι ότι καθώς η δύναμη του Van Der Waals είναι καθολική και δεν σχετίζεται με έναν συγκεκριμένο τύπο ουσίας, η φυσιορόφηση γίνεται μη ειδική στη φύση.

3:Αναστρέψιμη φύση :Ένα πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό της φυσικορρόφησης είναι ότι είναι αναστρέψιμη στη φύση της. Με εξωτερική πίεση ή αύξηση ή μείωση της θερμοκρασίας, η φυσικορρόφηση μπορεί εύκολα να αντιστραφεί.

4:Επίδραση της θερμοκρασίας :Όταν μιλάμε για την επίδραση της θερμοκρασίας στην προσρόφηση, η φυσικορόφηση γενικά μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Αυτό συμβαίνει γιατί η ενέργεια ενεργοποίησης της φυσικοπροσρόφησης είναι σχεδόν ίση με μηδέν. Επομένως, ακόμη και αν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή, ο ρυθμός προσρόφησης παραμένει αμετάβλητος.

5:Επίδραση της πίεσης :Η φυσική απορρόφηση αυξάνεται με την αύξηση της πίεσης. Αυτό συμβαίνει γιατί όταν σε μια επιφάνεια αυξάνεται η πίεση, τα μόρια αρχίζουν να χτυπούν την επιφάνεια με μεγαλύτερη ένταση αυξάνοντας την επίδραση των φυσικών δυνάμεων στην άνω επιφάνεια του προσροφητικού.

• Χημειορόφηση

Προχωρώντας στον επόμενο τύπο προσρόφησης, παίρνουμε χημειορόφηση. Η χημική απορρόφηση μπορεί να οριστεί ως εάν τα μόρια, τα ιόντα ή τα άτομα αερίων, στερεών ή υγρών συγκρατούνται στην επάνω επιφάνεια του απορροφητικού από τον ισχυρό χημικό δεσμό.

Ακολουθούν μερικά παραδείγματα χημειορρόφησης: 

Παράδειγμα 1 :Σκουριά του σιδήρου – Η σκουριά συγκρατεί την πάνω επιφάνεια του σιδήρου εξαιτίας μιας ισχυρής χημικής αντίδρασης.

Παράδειγμα 2 :Διαδικασία Haber – Σε αυτή τη διαδικασία, το άζωτο συνδυάζεται από τον αέρα με υδρογόνο που προέρχεται κυρίως από μεθάνιο (φυσικό αέριο) σε αμμωνία.

Χαρακτηριστικά Χημειορρόφησης: 

Μελετήσαμε τώρα τα βασικά της χημειορόφησης και μερικά από τα παραδείγματά της. Τώρα, προχωρώντας περαιτέρω, ας μάθουμε τα χαρακτηριστικά της χημειορόφησης. : 

1:Χημική αλλαγή :Όπως υποδηλώνει το όνομα, η χημειορόφηση περιλαμβάνει το σχηματισμό ενός χημικού δεσμού μεταξύ του προσροφητικού και του προσροφητικού. Έτσι, κατά τη διαδικασία της χημικής απορρόφησης, συμβαίνει μια χημική αλλαγή.

2:Φύση του προσροφητικού :Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό της χημειορόφησης είναι ότι κατά τη χημειορόφηση, το προσροφητικό πρέπει να έχει την ικανότητα να σχηματίζει χημικό δεσμό με το προσροφητικό.

3:Μη αναστρέψιμη φύση :Σε αντίθεση με τη φυσιορόφηση, η χημειορόφηση είναι μη αναστρέψιμη στη φύση της λόγω της μη αναστρέψιμης χημικής αλλαγής και του σχηματισμού χημικών δεσμών μεταξύ της επιφάνειας και των μορίων.

4:Επίδραση της θερμοκρασίας :Η διαδικασία της χημικής απορρόφησης έχει εξώθερμο χαρακτήρα. Έτσι, είναι ευνοϊκό για χαμηλές θερμοκρασίες. Καθώς η θερμοκρασία κατά τη χημειορόφηση αυξάνεται, η έκταση της προσρόφησης πρώτα αυξάνεται και μετά μειώνεται.

5:Επίδραση της πίεσης :Η χημειορόφηση αυξάνεται με την αύξηση της πίεσης.

Κατά τη διαδικασία της χημικής απορρόφησης, σε υψηλότερη πίεση, τα μόρια του αερίου έλκονται προς την επιφάνεια του προσροφητικού και αξιοποιούν το σχηματισμό χημικών δεσμών.

Συμπέρασμα: 

Με αυτό το άρθρο, ελπίζουμε ότι έχετε μια λεπτομερή εικόνα των τύπων προσρόφησης και των χαρακτηριστικών τους. Υπάρχει μια σημαντική διάκριση μεταξύ χημειορόφησης και φυσικορρόφησης:η χημειορόφηση είναι ένα είδος προσρόφησης όπου το προσροφημένο υλικό διατηρείται στη θέση του μέσω χημικών δεσμών, ενώ η φυσικορόφηση περιλαμβάνει διαμοριακές αλληλεπιδράσεις. Χημικές έννοιες όπως η χημική απορρόφηση και η φυσική απορρόφηση μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την περιγραφή του μηχανισμού προσρόφησης ουσιών σε μια επιφάνεια.