1-4.4. Адсорбционная связь влаги

где С — процентное содержание воды в растворе серной кислоты; Wp — равновесное влагосодержание крахмала в процентах; 15,4 — процентное содержание воды в гидрате H2SO4•Н2O.

На рис. 1-20 и 1-21 видно, что изотермы сорбции и десорбции имеют S-образный вид. Вначале кривая обращена выпуклостью к оси абсцисс (ось влагосодержания), а потом — к оси ординат (ось относительного давления). Из теории адсорбции известно, что классическая изотерма адсорбции, соответствующая мономолекулярной адсорбции, имеет параболический вид, причем кривая обращена выпуклостью к оси влагосодержания, тогда как изотерма полимолекулярной адсорбции обращена выпуклостью к оси относительного давления. Следовательно, на первоначальном участке изотермы, примерно до φ = 0,1, мы имеем мономолекулярную адсорбцию, а на остальном участке изотермы — полимолекулярную адсорбцию. Таким образом, влага, поглощаемая коллоидным телом из влажного воздуха, адсорбируется на внешних и внутренних поверхностях коллоидных частиц, образуя полимолекулярные слои жидкости. Как видно из рис. 1-20 и 1-21, изотермы сорбции и десорбции не совпадают между собой, за исключением двух крайних точек при φ = 0 и при φ = 1. Это несовпадение изотерм сорбции и десорбции носит название сорбционного гистерезиса. Изотерма сорбции в системе координат (φ, W) лежит несколько выше, чем изотерма десорбции. Поэтому равновесное влагосодержание, определяемое из изотермы сорбции, всегда меньше, чем из изотермы десорбции для одной и той же относительной влажности воздуха ф. Наибольшее расхождение между изотермами сорбции и десорбции мы имеем на участке φ от 0,3 до 0,8.

Теории, удовлетворительно объясняющей гистерезис сорбции коллоидных тел, до сих пор нет. Одна из гипотез состоит в том, что гигроскопическое равновесие наступает медленно, и поэтому наблюдаемое равновесие не является истинным. Таким образом, в процессе десорбции мы получаем равновесное влагосодержание, несколько большее истинного, а в процессе сорбции — наоборот, несколько меньшее. Согласно этой гипотезе изменением постановки опыта гистерезис не может быть уничтожен.