Adsorpcia

Ak uvedieme roztok (znečistenú vodu) do styku s inými tuhými látkami s veľkým povrchom pozorujeme, že koncentrácia roztoku sa zmenší. Tento jav sa nazýva adsorpcia. Na porchu totiž došlo k samovoľnému zväčšeniu koncentrácie látok. Látku, na povrchu ktorej dochádza k adsorpcii označujeme ako adsorbent, s látkou s ktorou sa adsorbovala - adsorbát. Rovnováha medzi roztokom a adsorbovanou vrstvou = adsorpčná rovnováha. Využitie adsorpcia ako separačného procesu v technológii vody sa zakladá na špecifickom pôsobení tuhej látky - adsorbenta na jednotlivé zložky v rozdeľovanej zmesi. Pri adsorpcii z roztokov sa môžu adsorbovať celé molekuly (molekulová adsorpcia) alebo prednostne jeden z prítomných iónov (iónová adsorpcia) prítomných v roztoku. Pri iónovej adsorpcii môže prebiehať aj iný dej - adsorbovaný ión sa nahrádza iným iónom uvoľneným z adsorbenta (výmenná adsorpcia), prípadne sa uskutočňuje hydrolýza (hydrolytická adsorpcia).

Za najvhodnejšie kvantitatívne vyjadrenie adsorpcie i-tej zložky z roztoku sa dnes pokladá tzv. zdanlivá adsorpcia. V technológii vody, kde ide najčastejšie zmes rôznych látok neznámeho zloženie je výhodné použiť výraz:





kde a - zdanlivá adsorpcia,
V- je začiatočný objem roztoku,
m - hmotnosť adsorbenta,
c0,c - sumárna koncentrácia zmesi látok s neznámym zložením v objemovej jednotka roztoku na začiatku a po dosiahnutí rovnováhy. Koncentrácie sa zvyčajne vyjadrujú použitím skupinových stanovení BSK, CHSK a pod.

Sily, ktoré pútajú adsorbát ne povrch adsorbenta, môžu byť rôzneho charakteru - fyzikálne a chemické. Fyzikálna adsorpcia je podmienená Van der Walsovými silami. Účinkom týchto síl sa molekuly oddeľovanej zložky koncentrujú pri povrchu adsorbenta, a tým sa zložka oddelí od ostatných zložiek zmesi. Je to reverzibilný proces, pri ktorom sa adsorbát nemení, takže ho možno desorpciou opätovne získať. Pri chemisorpcii sa uplatňujú niekoľkonásobne väčšie sily ako pri fyzikálnej adsorpcii, pričom vzniká oveľa pevnejšia väzba medzi adsorbentom a adsorbátom.

Rovnovážne množstvo naadsorbovanje látky pri konštantnej teplote závisí od koncentrácie adsorbátu v roztoku. Grafické vyjadrenie tejto závislosti sa nazýva adsorpčná izoterma. Adsorpčná izoterma je najčastejšie forma, ktorou sa zaznamenávajú údaje o adsorpcii: pri konštantnej teplote meriame adsorpciu pri rôznych koncentráciách.