2) разрыва связи между веществом и поверхностью сорбента
3) поглощения вещества раствором
4) взаимодействия вещества с поверхностью твердой фазы (+)
Адсорбция — это поверхностное концентрирование вещества на границе раздела фаз, чаще всего на поверхности твёрдого сорбента. В процессе участвуют межмолекулярные силы: ван-дер-ваальсовы взаимодействия, электростатическое притяжение, водородные связи, а иногда и образование химических связей. Поэтому правильным является определение, связывающее процесс именно с взаимодействием вещества с поверхностью твёрдой фазы, а не с его равномерным распределением во всём объёме поглотителя.
Ключевое отличие адсорбции от абсорбции заключается в локализации поглощаемого вещества. При адсорбции молекулы или ионы удерживаются на поверхности сорбента и формируют поверхностный слой, тогда как при абсорбции вещество проникает в объём жидкости или твёрдого тела. В фармацевтической практике адсорбционные свойства активированного угля, диоксида кремния, алюминия оксида и других сорбентов используют для удаления токсинов, очистки растворов и разделения компонентов методом хроматографии.
Адсорбционный процесс обычно обратим: удаление вещества с поверхности сорбента называют десорбцией. Физическая адсорбция обусловлена относительно слабыми межмолекулярными силами и может сопровождаться образованием нескольких слоёв, а хемосорбция связана с формированием более прочных химических связей и чаще ограничивается мономолекулярным слоем. Интенсивность процесса зависит от площади поверхности сорбента, температуры, давления или концентрации вещества, природы сорбента и свойств адсорбата.
| Процесс или вид взаимодействия | Где локализуется вещество | Основной механизм | Пример или практическое значение |
|---|---|---|---|
| Адсорбция | На поверхности сорбента | Поверхностное физическое или химическое взаимодействие | Поглощение токсинов активированным углём, очистка растворов |
| Абсорбция | Во всём объёме поглотителя | Диффузия и растворение вещества в жидкой или твёрдой фазе | Поглощение газа жидкостью, проникновение вещества в объём полимера |
| Физическая адсорбция | На внешней или внутренней поверхности сорбента | Ван-дер-ваальсовы силы, электростатическое притяжение, водородные связи | Обратимое связывание органических молекул силикагелем |
| Хемосорбция | На активных центрах поверхности | Образование химической связи между адсорбатом и сорбентом | Селективное связывание веществ функционализированным сорбентом |
| Десорбция | Переход с поверхности в окружающую фазу | Ослабление или разрушение взаимодействия с сорбентом | Элюирование компонентов в адсорбционной хроматографии |
| Адсорбционная хроматография | Поверхность неподвижной фазы | Различная сила удерживания компонентов сорбентом | Разделение и идентификация веществ в фармацевтическом анализе |
Адсорбционная способность сорбента во многом определяется его удельной поверхностью и пористостью. Чем больше доступная площадь поверхности, тем выше потенциальная ёмкость поглощения, однако селективность зависит от химической природы активных центров. В лабораторной диагностике и контроле качества адсорбцию учитывают при выборе сорбента, подвижной фазы и условий элюирования. Таким образом, адсорбция является поверхностным процессом, а не простым растворением вещества во всём объёме поглотителя.