Proprietățile de adsorbție ale solurilor (din latină ad - on, at și sorbeo - eu absorb) în geologia ingineriei - caracteristici ale solurilor care caracterizează capacitatea lor de a absorbi (sorb) orice substanțe. Ele se bazează pe fenomenul fizico-chimic de adsorbție - concentrația unei substanțe (adsorbat) din volumul de faze de pe interfața dintre ele.
În sol , adsorbția poate avea loc pe diferite suprafețe interfaciale: solide și lichide (adsorbție din soluție), solide și gazoase (adsorbție din vapori sau gaze), lichide și gazoase etc. Este cel mai pronunțată în solurile dispersate , unde proporția de interfață. suprafețe este cea mai semnificativă. Există adsorbția fizică , care este rezultatul manifestării forțelor de dispersie (moleculare) și interacțiunilor electrostatice, și adsorbția chimică (chimisorbția), în care adsorbatul intră în reacții chimice cu adsorbantul.
Adsorbția fizică este un proces spontan care are loc cu o scădere a energiei de suprafață liberă și este descrisă de ecuația lui Gibbs: Г i = - (dσ/dμ i ) t , unde Г i este excesul de componentă i în stratul de suprafață în comparație cu concentrația sa de echilibru în faza vrac; σ este tensiunea superficială; μ i este potențialul chimic al componentei i; T este temperatura. Adsorbția fizică din soluții poate fi pozitivă (în care soluția este absorbită) sau negativă (în care este absorbit solventul). Substanțele cu adsorbție pozitivă care provoacă o scădere a tensiunii superficiale sunt numite tensioactive ( surfactanți ), iar negativ - inactive la suprafață (SIV). Adsorbția substanțelor în sol are loc în diferite locuri active - „centre de adsorbție” și este însoțită de eliberarea de căldură (căldura de adsorbție). În funcție de grosimea stratului adsorbit, există adsorbție „insulară” (grupuri discontinue de molecule), monomoleculară (grositatea stratului de o moleculă) și polimoleculară (grosi mai multe molecule).
Până în prezent, au fost propuse o serie de teorii de adsorbție, care sunt împărțite în două grupe: teorii ale adsorbției nelocalizate (care sugerează posibilitatea mișcării adsorbatului pe suprafața de adsorbție) și teorii ale adsorbției localizate, în care se crede că moleculele substanței adsorbite, odată ajunse la suprafața adsorbantului, nu se pot deplasa de-a lungul acesteia. În cadrul teoriilor celui de-al doilea grup, teoria adsorbției Langmuir, teoria lui Brunauer, Emmett și Teller (teoria BET), teoria potențialului Polyany și teoria umplerii volumetrice a porilor de M. M. Dubinin au primit cel mai răspândit până acum.
Adsorbția este caracterizată printr-o izotermă de adsorbție - un grafic al dependenței cantității de substanță adsorbită (adsorbat) de concentrația acestei substanțe în faza în vrac la o temperatură constantă. Izotermele de adsorbție a apei pe diferite tipuri de soluri sunt similare ca aspect între ele și au o formă de S. Adsorbţia apei de către sol depinde de compoziţia minerală a acestora (crescând în seria: caolinit < clorit < ilită < smectită), aceasta creşte odată cu creşterea dispersiei, scăderea temperaturii, depinde de încărcătura cationilor de schimb, şi alţi factori.
Adsorbția diferitelor substanțe din soluții de către sol este mai complexă: neelectroliții sunt adsorbiți sub formă moleculară, în timp ce electroliții sunt adsorbiți sub formă ionică. În acest din urmă caz, zonele suprafeței care au o anumită sarcină adsorb ionii încărcați opus, în timp ce ionii care sunt încărcați cu același nume ca suprafața adsorbantului nu sunt adsorbiți de acesta. Sub acțiunea forțelor electrostatice, aceștia rămân în apropierea ionilor adsorbiți, formând împreună cu aceștia lângă suprafață un strat dublu electric. Odată cu o creștere a valenței ionilor electroliți, crește capacitatea acestora de a fi adsorbite pe microsite-urile încărcate ale adsorbantului (Na + <Ca 2+ < Fe 3+ ).
Se distinge și absorbția prin schimb - procesul de absorbție de către stratul de suprafață al solului a ionilor din soluția de pori a electrolitului, însoțit de trecerea la soluția de cantități echivalente de ioni din sol (fără distrugerea structurii sale cristaline), absorbit de acesta mai devreme. Acesta este un proces spontan reversibil care continuă până când echilibrul este stabilit în sistem și se supune legii acțiunii de masă. Cantitativ, schimbul de ioni este estimat prin valoarea capacității de schimb cationic a solului ( CEC ) - concentrația de ioni schimbabili în complexul de sol absorbit (în mg-eq la 100 g de sol sau în kg-echivalent la 1 m 3 de sol). Capacitatea de schimb a solului este o valoare constantă ( CEC = const) în condiții date. În funcție de compoziția minerală a solului, valoarea CEC variază de la unități la 120–150 meq la 100 g. Dependența compoziției fazelor coexistente este reprezentată grafic ca izotermă de schimb ionic - un grafic al dependenței compoziției de schimbătorul de ioni asupra compoziției soluției de pori care se află în echilibru cu aceasta.