Юный техник, 2015 № 02

НАУЧНЫЕ ЗАБАВЫ Опыты с адсорбцией

В науке адсорбция (от латинского ad — на, при; sorbeo — поглощаю) — увеличение концентрации растворенного вещества у поверхности раздела двух фаз — например, твердого вещества и жидкости или твердого вещества и газа.

Исследователи обычно различают физическую адсорбцию и хемосорбцию, где ведущую роль играют химические процессы. Если в первом случае физические взаимодействия главным образом обусловлены вандерваальсовыми силами, то во втором случае преобладают реакции превращения одних веществ в другие.

Четкое разделение на адсорбцию и хемосорбцию не всегда возможно. Поэтому мы с вами сейчас не полезем в дебри науки, а просто рассмотрим примеры использования этого явления в обыденной жизни.

Очень хороший адсорбент — уголь. Причем не каменный, а древесный и даже активированный. Такой уголь продают в аптеках, обычно в виде таблеток. С него лучше всего и начинать опыты по адсорбции.

Приготовьте бледный раствор чернил или акварельной краски любого цвета и налейте в пустой аптечный пузырек, но не доверху. Положите в пробирку таблетку активированного угля, а еще лучше, измельчите ее в порошок, закройте пузырек пробкой и встряхните как следует. Раствор посветлеет на глазах.

А если взять просто кусочки древесного угля, то они будут поглощать краситель значительно слабее. В этом нет ничего странного. Активированный уголь отличается от обычного тем, что у него гораздо большая поверхность. Его частицы буквально пронизаны порами (для этого уголь особым способом обрабатывают и удаляют из него примеси).

Толкут же уголь в порошок для того, чтобы получить большую поверхность реакции, тогда она протекает быстрее. Ведь если адсорбция — это поглощение поверхностью, то ясно: чем больше поверхность, тем и поглощение лучше.

Адсорбенты способны поглощать вещества не только из растворов. Возьмите стеклянную банку емкостью 0,5 л и капните на дно каплю одеколона или любого другого пахучего вещества. Обхватите банку ладонями и подержите ее так некоторое время, чтобы немного нагреть пахучую жидкость — тогда она будет быстрее испаряться и сильнее пахнуть. Как принято в химии, не нюхайте вещество прямо из склянки, а легкими взмахами руки направьте к носу воздух вместе с парами вещества — не всегда ведь известно, хорошо ли пахнет вещество в склянке. Каким бы ни был запах, вы его, конечно, почувствуете.

А теперь положите в склянку немного активированного угля, закройте ее плотно крышкой и оставьте на несколько минут.

Снимите крышку и вновь направьте воздух к себе взмахами ладони. Запах исчез. Он поглотился адсорбентом, или, точнее, молекулы летучего вещества, которое вы поместили в банку, поглотились структурой угля.

Кроме угля, есть и другие вещества, которые могут служить адсорбентами, — это туф, сухая размолотая глина, мел, промокательная бумага… В том же ряду находятся и некоторые пищевые продукты — вы, наверное, знаете, как легко хлеб впитывает посторонние запахи.

Недаром пшеничный хлеб не советуют держать в одной упаковке с ржаным — их запахи смешиваются, и каждый теряет свой особый, только ему присущий аромат. Воспринимает посторонние запахи и молоко, поэтому его советуют хранить в закрытой посуде.

Очень хороший адсорбент — воздушная кукуруза, или кукурузные палочки, столь любимые многими. Конечно, тратить на опыт половину или даже четверть пакета нет смысла, но несколько палочек для науки вполне можно пожертвовать.

Повторите предыдущий опыт с пахучими веществами в присутствии кукурузных палочек — и вы убедитесь, что запах совершенно исчезнет. Конечно, после этого есть палочки уже нельзя — они впитали в себя вещества из воздуха.

Сейчас на многих кухнях над газовыми плитами ставят всевозможные вытяжки и экраны для очистки воздуха от чада и дыма. В таких устройствах, помимо прочего, есть патрон с каким-либо адсорбентом, через который прогоняют загрязненный воздух. Что при этом происходит, вы теперь знаете. Помните и о том, что патрон этот время от времени надо менять — его способность поглощать запахи ограничена.