ADSORPCIJA (od lat. sorbere »srkati, upijati«). U fizici i kemiji smatramo adsorpciju pojavom, kad se neka plinovita, parovita ili otopljena tvar zgušćuje na graničnim površinama neke druge, obično krute, tvari. Svojstvo drvenog ugljena, da oduzima boju i miris otopinama, bilo je poznato već u 18. st., a možda i prije, no ta pojava dugo još nije bila ispitana. Tu je sposobnost drvenog ugljena upoznao empirijski nešto bolje Lowitz (1875), a malo zatim je drveni ugljen i praktički iskorišćivan u industriji (za odbojenje šećera).

Pojavu adsorpcije proučavali su s termodinamskog stajališta Gibbs, J. J. Thomson, Wi. i Wo. Ostwald, Freundlich, Michaelis, Donnan i dr., a s molekularno kinetskog stajališta Haber, Eucken, Polany, Langmuir, A. M. Williams, Harkins i dr. Freundlich, pobornik termodinamskog shvaćanja, tumači adsorpciju iz otopina na osnovi Gibbsova teorema i dovodi je u najužu vezu s pojavama napetosti površine. Neki su istraživači mišljenja, da je adsorpcija uvjetovana t. zv. van der Waalsovim silama (Eucken, Polany), dok drugi zastupaju mišljenje, da adsorpciju treba razjasniti djelovanjem električnih sila (Debye, Magnus, Iljin i dr.). Langmuir navodi šest raznih vrsta sila, koje mogu sudjelovati kod adsorpcije, pa zato razlikuje razne tipove adsorpcije.

Nezavisno o biti istraživana je pojava adsorpcije kvantitativno. Međutim teoretski još nije izvedena jednadžba općenite valjanosti. Boedecker-Freundlichova jednadžba izoterma adsorpcije: x/a=k. c 1/a — nađena je empirijski (slika). U toj jednadžbi označuje x količinu adsorbirane tvari (adsorptiva), a količinu adsorbensa (tvar, na površini koje se adsorbira plinovita, parovita, tekuća ili otopljena tvar), c je koncentracija neadsorbirane tvari nakon uspostavljene ravnoteže, dok su k i n empirijske konstante, koje su različite za razne adsorbense i adsorptive. Porastom koncentracije adsorptiva povećava se i adsorpcija, no porast adsorpcije kod većih koncentracija postizava neku konstantnu vrijednost. Izoterma adsorpcije vrijedi samo u području nekih izvjesnih koncentracija i to približno točno. Ako tu jednadžbu logaritmiramo i vrijednosti log x/a i log c unesemo u koordinatni sustav, dobivamo pravac, t. j. logaritmirana izoterma adsorpcije je pravac.

Bolje odgovara stvarnosti Langmuirova jednadžba, u kojoj se povezuje zakon o djelovanju masa s pojavama adsorpcije.

Organski spojevi istog homolognog niza bit će adsorbirani jače na istom adsorbensu, što su veće molekule (Traubeovo pravilo). Kod visoko-molekularnih tvari to pravilo ne vrijedi uvijek. Uzrok je toj nepravilnosti vjerojatno taj, što različiti adsorbensi nemaju istu poroznu građu.

Adsorpcija je egzotermna pojava, a zavisna je o tlaku i temperaturi. S porastom temperature opada, a s porastom tlaka raste adsorptivnost. Brzina je adsorpcije velika, no često se ravnoteža adsorpcije uspostavlja sporo. Uzrok je tome ponajviše u građi adsorbensa. Usitnjene krute tvari, koje najčešće služe kao adsorbensi, imaju veliku aktivnu površinu. Kod poroznih je tvari ta površina znatno veća, jer kod njih imamo i unutrašnju površinu (razne vrste aktivnog ugljena, gline i dr.). Dimenzije mikropora i mikrokanala adsorbensa svakako su jedan od bitnih uvjeta za brzinu uspostavljanja ravnoteže adsorpcije. Koloidno raspršene čestice imaju također veliku aktivnu površinu. Istraživanja pojava adsorpcije napose su važna u koloidici, osobito adsorpcija elektrolita na koloide u živim organizmima i u tlu kao hrana bilju.

Empirijska je i tehnička primjena pojava adsorpcije velika. U kemijskim radionicama i tvornicama izdašno iskorišćuju adsorpciju za čišćenje raznih proizvoda (oduzimanje primiješanih boja i mirisa), zatim za fiksiranje isparenih tvari na aktivnom ugljenu (filtri u maskama za zaštitu od bojnih otrova). Adsorpcija se upotrebljava za kromatografsko odjeljivanje raznih otopljenih tvari, za dobivanje visokih vakuuma i t. d. U medicini i farmaciji služi aktivni ugljen (Carbo medicinalis) i druge neke tvari s velikom površinom adsorpcije. Njihova se moć adsorpcije iskorišćuje tako, da se u probavnom traktu na površini adsorbensa fiksiraju produkti toksičnog djelovanja i bakterije. LIT.: H. Freundlich, Kapillarchemie, Leipzig, sv. I. (1930), sv. II. (1932); I. Langmuir, Oberflächenchemie, (Nobelovo predavanje) Verlag Chemie, Berlin 1933; G. Bailleul, W. Herbert, E. Reisemann, Aktive Kohle,Stuttgart 1937. B. B.

U mineralogiji. Minerali, koji su se razvili u vidu koloida, imaju osobinu, da pri svomu razvitku, prelazeći iz otopljena stanja u čvrsto, u t. zv. gel, prime u svoj sastav najrazličitije van, koje su se nalazile u otopini, iz koje se razvijao neki koloidski mineral. Te tvari mogu biti u otopini ili otopljene ili kao čvrste čestice ili kao plin. Ako među njima vlada molekulska privlačivost, vežu se i međusobno i s koloidskim čvrstim mineralom, gelom, u jedno tijelo. Molekulsku privlačivost, što vlada među pojedinim tvarima u koloidskoj otopini, zovemo adsorpcijom ili samo sorpcijom. Zato koloidske minerale (gele), koji su sastavljeni od vrlo različitih tvari, shvaćamo apsorpcijskim spojevima. Takav je adsorpcijski spoj na pr. boksit, u kome preteže kao glavni sastavni dio aluminijski hidroksid, koji je primio za vrijeme svoga razvitka u sebe još koloidsku silicijsku kiselinu SiO₂, koloidski željezni oksid i hidroksid, vodu, litij, kalij, vanadij, fosfornu kiselnu i t. d. F. T.

U tehnici. Na površini »adsorbenta« nagomilava se »adsorbat« s većom gustoćom nego što vlada podalje od površine adsorbenta. Ovoj »pozitivnoj« adsorpciji suprotna je rjeđa »negativna«, kod koje je granični sloj siromašniji adsorbatom (manje gustoće) nego neposredna okolina. Kako je pretičak nagomilanog adsorbata na površini adsorbenta tek neznatan spram koncentracije u okolini, to se za ikoliko izdašniju adsorpciju mora uzeti adsorbent s vrlo velikom raščlanjenom površinom — na pr. porozni ugljen. Moguća količina adsorbiranoga zavisna je o prirodi adsorbenta i adsorbata, o veličini površine, o obliku pora te o temperaturi i pritisku. Uzrok su adsorpciji mole kularne sile (van der Waalsove sile), koje imaju domašaj manji od promjera molekula, jer su adsorbirane količine uvijek znatno manje, nego što bi to odgovaralo jednorednome (monomolekularnome) sloju molekula adsorbata. Pri adsorpciji oslobađa se adsorpcijska toplina, koja je razmjerna adsorbiranoj količini. U tehnici služe u glavnom tri praktički važne vrste adsorbenta: aktivni ugljeni, silica - gel i gline. Aktivni ugljen treba da je po prirodi porozan, na pr. drveni ugljen. On se vodenom parom pročisti od pakline, a potom se vrlo vrućom vodenom parom (od 1000° C) izazove proces vodenog plina (v.), koji potroškom ugljika ohrapavi, »aktivira« površinu u porama. Pored veličine sveukupne površine osobito je još važan i oblik rupica, i to za selekcijsku — izlučnu — adsorpciju. Aktivni je ugljen najvažnije sredstvo za bistrenje — odbojenje — otopina (na pr. u šećeranama), a često se upotrebljava za razdvajanje plinskih mješavina. Silica-gel sastoji se u glavnome od amorfne, osobito porozne kremene kiseline SiO₂. Služi u glavnom za adsorpciju plinova i vodene pare (sušenje uzduha). Dobiva se taloženjem koloidalnog anhidrida SiO₂ iz kiseline i kremenog stakla. Jako je hidrofilan (privlači vodu) i zato nepodesan za adsorpciju otopljenih supstancija. Gline kao aluminijski silikati različitog sastava aktiviraju se danas najedanjem kiselina i služe za odbojenje ulja.

Na površini katalizatora adsorbirani plinovi jesu često kemijski »aktivirani«, t. j. oni se kemijski spajaju s drugim tvarima s mnogo većom brzinom reakcije nego u neadsorbiranom stanju. To je osobito važno za katalizatorsko djelovanje ovakvih adsorpcijskih površina kod heterogenih kemijskih reakcija (kontakti sintetičkih procesa, površina goriva kod izgaranja). Adsorpcija je vrlo važna za bojenje tkiva, gdje tkivo predstavlja adsorbent, a boja adsorbat, koji kasnije prodire i u unutrašnjost tkiva.

LIT.: Enehen-Jakob, Der Chemie-Ingenieur, I. sv., 3. dio (ThermischMechanische Materialtrennung, kap. XVII), Leipzig 1933. F. B-ć.