物質的吸附現象
在冷庫工程中,所謂吸附,就是物質在相的界面上,濃度自動發(fā)生變化的現象。物質在表面層的濃度,大于內部濃度的吸附稱為正吸附;反之,表面層的濃度小于內部濃度的吸附稱為負吸附。由于負吸附在生產實踐中沒有什么意義,所以以后的討論均指正吸附而言。
當氣體分子運動到固體表面時,由于氣體分子與固體表面分子之間的相互作用,氣體分子便會暫時停留在固體表面上,形成氣體分子在固體表面上的濃度增大,即氣體分子被固體表面所吸附。例如,將木炭放在具有一定壓力的一氧化碳瓶中,瓶中壓力將降低,這表明有部分一氧化碳被集中到木炭表面,造成一氧化碳在木炭表面上的濃度大于氣體內部的濃度,這種現象就是木炭對一氧化碳的吸附現象。
已被吸附的原子或分子,返回到氣相中的現象稱為解吸或脫附。吸附作用僅僅發(fā)生在兩相交界面上,它是一種表面現象。如果被吸附的物質又擴展到固體整個體積內,這種現象稱為吸收。吸附和吸收常常同時發(fā)生著,因此又用“吸著”這一名詞來表示吸附和吸收這種綜合現象。
一切固體都具有不同程度地能將其周圍介質的分子、原子或離子吸附到自己表面的能力。從熱力學觀點來說,固體表面之所以能夠吸附其它介質,是因為固體表面具有過剩的能量(表面自由焓),它具有吸附其它物質而達到降低表面自由烙的趨勢。如果吸附作用能使表面自由燴降低,則氣體在固體表面上的吸附過程就是一個自發(fā)的過程。由此可知,固體表面總是吸附那些能降低它的表面張力的物質。
具有吸附作用的物質稱為吸附劑,被吸附的物質稱為吸附物或吸附質。顯然,在一定條件下,吸附劑的表面積越大,它的吸附能力就越強,因此,為了提高吸附劑的吸附能力,必須盡可能地增大吸附荊的表面積,所以那些具有多孔的或細粉狀的物質,如活性炭、硅膠、沸石分子篩等都是很好的吸附劑。
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