Jords adsorptionsegenskaber (fra latin ad - på, ved og sorbeo - jeg absorberer) i ingeniørgeologi - træk ved jord , der karakteriserer deres evne til at absorbere (sorbere) alle stoffer. De er baseret på det fysisk-kemiske fænomen adsorption - koncentrationen af et stof (adsorbat) fra mængden af faser på grænsefladen mellem dem.
I jord kan adsorption forekomme på forskellige grænsefladeoverflader: fast og flydende (adsorption fra opløsning), fast og gasformig (adsorption fra damp eller gas), flydende og gasformig osv. Det er mest udtalt i spredt jord , hvor andelen af grænseflader. overflader er vigtigst. Der er fysisk adsorption , som er resultatet af manifestationen af dispersionskræfter (molekylære) og elektrostatiske interaktioner, og kemisk adsorption (kemisorption), hvor adsorbatet indgår i kemiske reaktioner med adsorbenten.
Fysisk adsorption er en spontan proces, der forløber med et fald i fri overfladeenergi og beskrives ved Gibbs ligning: Г i = - (dσ/dμ i ) t , hvor Г i er overskuddet af komponent i i overfladelaget ift. dets ligevægtskoncentration i bulkfasen; σ er overfladespændingen; μ i er det kemiske potentiale af den ith-komponent; T er temperatur. Fysisk adsorption fra opløsninger kan være positiv (hvori det opløste stof absorberes) eller negativ (hvor opløsningsmidlet absorberes). Positivt adsorberende stoffer, der forårsager et fald i overfladespændingen, kaldes overfladeaktive ( overfladeaktive stoffer ) og negativt - overfladeinaktive ( SIV ). Adsorptionen af stoffer i jord sker på forskellige aktive steder - "adsorptionscentre" og er ledsaget af frigivelse af varme (adsorptionsvarmen). Afhængigt af tykkelsen af det adsorberede lag er der "ø" (diskontinuerlige klynger af molekyler), monomolekylær (lag et molekyle tykt) og polymolekylær (flere molekyler tykke) adsorption.
Til dato er der blevet foreslået en række adsorptionsteorier, som er opdelt i to grupper: teorier om ikke-lokaliseret adsorption (der tyder på muligheden for adsorbatbevægelse over adsorptionsoverfladen) og teorier om lokaliseret adsorption, hvor det menes, at molekyler af det adsorberede stof, når de først er på overfladen af adsorbenten, kan ikke bevæge sig langs det. Inden for rammerne af teorierne for den anden gruppe har Langmuir-adsorptionsteorien, Brunauers, Emmetts og Tellers teori (BET-teorien), potentialeteorien om Polyany og teorien om volumetrisk fyldning af porer af M. M. Dubinin modtaget hidtil mest udbredt.
Adsorption er karakteriseret ved en adsorptionsisoterm - en graf over afhængigheden af mængden af adsorberet stof (adsorbat) af koncentrationen af dette stof i bulkfasen ved en konstant temperatur. Vandadsorptionsisotermer på forskellige jordtyper ligner hinanden i udseende og har en S-form. Vandadsorption af jord afhænger af deres mineralsammensætning (stigende i serien: kaolinit < chlorit < illit < smectit), den stiger med stigende dispersion, faldende temperatur, afhænger af ladningen af udvekslingskationer og andre faktorer.
Jordens adsorption af forskellige stoffer fra opløsninger er mere kompleks: ikke-elektrolytter adsorberes i molekylær form, mens elektrolytter adsorberes i ionisk form. I sidstnævnte tilfælde adsorberer områder af overfladen, der har en vis ladning, modsat ladede ioner, mens ioner, der er ladet med samme navn som overfladen af adsorbenten, ikke adsorberes af det. Under påvirkning af elektrostatiske kræfter forbliver de i nærheden af de adsorberede ioner og danner sammen med dem nær overfladen et dobbelt elektrisk lag. Med en stigning i valensen af elektrolytioner øges deres evne til at blive adsorberet på de ladede mikrosteder i adsorbenten (Na + <Ca 2+ < Fe 3+ ).
Udvekslingsadsorption skelnes også - processen med absorption af jordens overfladelag af ioner fra elektrolyttens poreopløsning, ledsaget af overgangen til opløsningen af tilsvarende mængder ioner fra jorden (uden at ødelægge dens krystalstruktur), absorberet af det tidligere. Dette er en spontan reversibel proces, der fortsætter, indtil der er etableret ligevægt i systemet og adlyder massehandlingens lov. Kvantitativt estimeres udvekslingen af ioner ved værdien af jordens kationbytterkapacitet ( CEC ) - koncentrationen af udskiftelige ioner i det absorberede jordkompleks (i mg-ækvivalenter pr. 100 g jord eller i kg-ækvivalenter pr. 1 m 3 jord). Jordudvekslingskapacitet er en konstant værdi ( CEC = const) under givne forhold. Afhængig af jordens mineralsammensætning varierer CEC -værdien fra enheder til 120-150 meq pr. ionbytteren på sammensætningen af poreopløsningen, der er i ligevægt med den.