Zpracované otázky - CHEMIJE

Doporučené limitní hodnoty jsou tyto: CHSKMn < 12 mg.l-1, rozpuštěné látky < 1000 mg l-1, nerozpuštěné látky < 2 mg l-1, Fe < 1 mg. l-1, Mn < 1 mg. l-1, celkový počet mikroorganizmů v 1 ml < 10 000.

37. Adsorpce z vodných roztoků - adsorpční rovnováha, vlastnosti sorbentů, faktory ovlivňující adsorpci

Adsorpce je jev, ke kterému dochází na mezifázovém rozhraní. V případě vodného prostředí se některé látky obsažené ve vodě (adsorbát) hromadí na povrchu pevné fáze — adsorbentu (sorbentu).

Příčiny adsorpce jsou:

a) mezimolekulární (van der Waalsovy) síly,

b) chemická vazba mezi adsorbentem a adsorbátem (chemisorpce),

c) přitažlivost částic elektrickými silami v důsledku jejich opačného náboje (iontová sorpce).

Někdy se jedná o kombinaci výše uvedených sil. Principem adsorpce lze vysvětlit i odstranění látek z vody čiřením, u něhož je sorbent tvořen v průběhu koagulačního procesu, který však má vzhledem ke svému významu v technologii úpravy vody výjimečné postavení.

Mezi látkou v roztoku (adsorbátem) a jejím adsorbovaným množstvím se po určitém čase vytvoří dynamická rovnováha. Kvantitativně ji vyjadřuje adsorpční izoterma, což je závislost specifické adsorpce na koncentraci adsorbátu v roztoku cr [mg.l-1.]Specifická adsorpce as [mg.g-1] je adsorbované množství adsorbátu na jednotce hmotnosti adsorbentu.

Důležitou vlastností každého sorbentu je jeho specifický povrch, což je plocha, připadající na hmotnostní jednotku sorbentu [m2.g-1] a samozřejmě také jeho složení. Rozlišují se sorbenty polární, které obsahují disociovatelné skupiny, udělující jejich povrchu elektrický náboj (kladný nebo záporný) a nepolární sorbenty, které takové náboje neobsahují a při adsorpci se u nich uplatňuje především jejich velký povrch a síly van der Waalsovy. Na nepolárních sorbentech se adsorbují přednostně látky nepolárního charakteru, na sorbentech polárních se adsorbují naopak především látky polární. Ne vždy je však funkce sorbentu tak přesně vymezena. Např. aktivní uhlí, považované za nepolární sorbent, adsorbuje látky nepolární, ale také např. těžké kovy.

Adsorpce látek stejného charakteru na nepolárních sorbentech roste s jejich relativní molekulovou hmotností (Mr), rychlost adsorpce se však s růstem relativní molekulové hmotnosti snižuje. Maxima adsorptivity je dosaženo při určité velikosti Mr, pak opět klesá, což je způsobeno omezením přístupu rozměrnějších molekul do mikropórů sorbentu. Např. při použití aktivního uhlí je tohoto maxima dosaženo při Mr = cca 10 000.

V souladu s výše uvedeným roste např. adsorptivita mastných kyselin z vodného prostředí na aktivním uhlí s rostoucí délkou jejich alifatického řetězce, což je i v souladu s Lundeliovým pravidlem, dle kterého je adsorpce látek tím větší, čím menší je jejich rozpustnost v roztoku, z něhož jsou adsorbovány (rozpustnost mastných kyselin ve vodě s růstem jejich molekuly klesá).