§ 258. Адсорбция.

Явление смачивания твердых тел жидкостями убеждает нас в том, что молекулы жидкости в некоторых случаях как бы прилипают к твердому телу и более или менее длительно удерживаются на нем. То же может происходить и с молекулами газа. Твердое тело, находящееся в газе, всегда покрыто слоем молекул газа, некоторое время удерживающихся на нем молекулярными силами. Это явление носит название адсорбции. Количество адсорбированного газа в разных случаях разное. Прежде всего, оно зависит от площади поверхности, на которой могут адсорбироваться молекулы: чем больше эта поверхность, тем больше адсорбируется газа. Адсорбирующая поверхность особенно велика у пористых веществ, т. е. веществ, пронизанных множеством мелких каналов, иногда невидимых даже при помощи микроскопа с большим увеличением. Количество адсорбированного газа зависит также от природы газа и от свойств твердого тела.

Одним из примеров веществ, способных адсорбировать громадные количества газа, является активированный уголь, т. е. уголь, освобожденный от смолистых примесей прокаливанием. Свойства активированного угля можно легко наблюдать. Поместим немного угольного порошка в пустую пробирку и будем нагревать ее на пламени (рис. 433). Уголь будет сильно выделять поглощенные газы. Выделение газов обнаруживается бурным, похожим на кипение жидкости, движением угольного порошка. Нальем в колбу несколько капель эфира и дадим ему испариться. Затем насыпем в колбу немного активированного угля и быстро закупорим колбу пробкой с трубкой, присоединенной к манометру (рис. 434). Пары эфира будут поглощаться углем, и манометр покажет резкое уменьшение давления.

Рис. 433. Получение активированного угля

Рис. 434. Поглощение паров эфира активированным углем

Адсорбция на активированном угле и на других твердых телах широко применяется в технике. Она применяется, например, для улавливания ценных газообразных веществ, получающихся при химических производствах; в медицине — для извлечения вредных газов, получающихся внутри организма при разнообразных отравлениях, и т. п. Большое значение имеет адсорбция газов на поверхности твердых тел для ускорения некоторых химических реакций между газами (катализ).

Одно из важных применений адсорбции — улавливание отравляющих газов посредством противогазов. Улавливание производится слоем активированного угля, помещенным внутри респираторной коробки противогаза (рис. 435). Кроме угля, в коробке находятся еще химические поглотители и фильтр для задержания отравляющих дымов, не задерживаемых углем. Применение активированного угля для целей противогазовой обороны было предложено в 1915 г. известным химиком Николаем Дмитриевичем Зелинским (1861—1953).

Рис. 435. Разрез респираторной коробки противогаза: 1 — фильтр для дымов, 2 — слой активированного угля, 3 — химические поглотители

Отметим, что твердые тела могут адсорбировать не только газы, но и различные растворенные вещества из жидкостей. Этим тоже широко пользуются в технике.