Chirchiq Davlat Pedagogika Unversiteti Fizika va kimyo fakulteti Kimyo yònalishi 21/2guruh talabasi Jumayeva Ozoda

Mavzu:Sorbsiya,adsorbsiya,absorbsiya,xemosorbsiya tushunchalari Qattiq jism sirtidagi adsorbsiya.Adsorbsion tenglamalar

Barcha dispers sistemalarda, dispers faza zarrachalari sirtida katta miqdorda sirt energiya zahirasi bo‘ladi. Bu sirt energiya doim kamayishga intiladi, shuning uchun ham kolloid sistemalar beqarordir. Sirt energiyasini kamayishga olib keluvchi jarayonlardan biri suyuqlik yoki qattiq jism sirtida boshqa modda molekulalari, atomlari va ionlarining yig‘ilish hodisasidir. Ikki faza chegara sirtida moddalar konsentratsiyalarining o‘zgarishi adsorbsiya deyiladi. Adsorbsiya jarayonida qattiq yoki suyuq jism sirtida boshqa moddalar yig‘iladi. O‘z sirtiga boshqa modda zarrachalarini yutgan suyuqlik yoki qattiq jism adsorbent, yutilgan moddalar esa adsorbtiv deyiladi. Umuman qattiq

jismga moddalarning yutilishi sorbsiya deyiladi.
Agar modda qattiq jism sirtiga yutilsa, bu hodisa adsorbsiya (yoki o‘zaro kimyoviy ta‘sir ro‘y bermasa, fizikaviy adsorbsiya deb), uning ichki qismiga (butun hajmi bo‘yicha) yutilganda esa absorbsiya deyiladi. Agar modda geterogen sistemada bo‘ladigan kimyoviy reaksiya tufayli yutilsa, bu hodisa xemosorbsiya deyiladi. Xemosorbsiya jarayonida yangi faza vujudga keladi. Xemosorbsiya ko‘pincha qattiq jismning hamma hajmiga tarqaladi. Natron ohak bilan sulfat angidridi orasidagi xemosorbsiya bunga misol bo‘la oladi. Xemosorbsiyaodatda qaytmas jarayonlar jumlasiga kiradi. Bu holda adsorbsiyaning issiqlik effekti kimyoviy birikmalarning hosil bo‘lish issiqliklariga yaqin keladi.
Xemosorbsiyada modda adsorbentga yutilishi bilan birga kimyoviy reaksiyaga ham kirishadi. Masalan, kislorodning ko‘mirga adsorbsiyalanishini ko‘rib chiqamiz :
2C + O2 C= CO2
adsorbent adsorbtiv kompleks.
Qizdirilganda CO2 ajralib chiqadi:
C ∙ CO2 → C + CO2
Kimyoviy adsorbsiyaning o‘ziga xos xususiyatlari :
1) qaytmas;
2) spetsifik (kimyoviy reaksiya sodir bo‘lsagina adsorbsiya kuzatiladi);
3) Adsorbsiya issiqligi yuqori (800-1000 kj/mol ga yetadi);
4) Harorat ko‘tarilishi bilan xemosorbsiya ortadi.
Fizik adsorbilanishda quyidagi hollar kuzatiladi:
1) Adsorbsiya deyarli katta tezlik bilan boradi.
2) Adsorbsiya qaytar tarzda boradi.
3) Temperatura oshganda adsorbilanish kamayadi.
4) Adsorbsiyaning issiqlik effekti qiymat jihatdan suyuqlanish yoki bug’lanish issiqliklariga yaqin bo’ladi.
Ba‘zan o‘z kritik temperaturasidan past temperaturada sorbsiya vaqtida gaz qattiq jism g‘ovaklarida kondensatlanib, suyuq holatga o‘tadi. Bu hodisa kapillyar
kondensatlanish deyiladi. Adsorbilanuvchi modda bir yoki bir nechta qatlamlardan iborat bo‘lishi mumkin. Shunga ko‘ra adsorbilanish monomolekulyar yoki polimolekulyar deb nomlanadi. Adsorbsiya hodisasi qattiq jism bilan suyuq jism o‘rtasida, qattiq jism bilan gaz o‘rtasida, suyuqlik bilan gaz o‘rtasida va bir-birida kam eriydigan ikki suyuqlik o‘rtasida sodir bo‘lishi mumkin. Adsorbent va adsorbtiv orasidagi ta‘sir fizikaviy adsorbsiya jarayonida quyidagi adsorbsion kuchlar natijasida vujudga keladi:
a) dispersion kuchlar;
b) induksion kuchlar;
d) elektrostatik kuchlar va vodorod bog‘lar natijasida vujudga keluvchi kuchlar.
Fizik adsorbsiyaning o‘ziga xos xususiyatlari:
Qaytarlilik: Sorbsiya ↔ desorbsiya
Spetsifikligi kam. Qutbli adsorbentlarga qutbli moddalar, qutbsiz adsorbentlarga qutbsiz moddalar adsorbilanadi.
Adsorbsiya issiqligi kichik (8-40 kj/mol ni tashkil etadi).
Harorat ko‘tarilishi bilan adsorbsiya kamayadi; desorbsiya esa ortadi.Umuman olganda adsorbsiya jarayoni yutuvchi va yutiluvchi moddalarning tabiatiga, temperaturaga, gazning bosimiga, adsorbentningsolishtirma sirtiga bog’liq bo’lish bilan birga adsorbtivning eritmadagi
konsentratsiyasiga ham bog’liq. Fizik adsorbilanish izotermasi ham monomolekulyar ham polimolekulyar
bo’ladi. Kimyoviy adsorbilanish izotermasi esa monomolekulyar bo‘ladi. Adsorbilanish qiymati adsorbilanuvchi moddaning sirtidagi konsentratsiyaning
o‘zgarishi bilan aniqlanadi va G- harfi bilan belgilanadi.
G - 1 sm2adsorbent sirtiga to‘g‘ri keladigan adsorbtivning mol miqdori bilan xarakterlanadi. Adsorbsion muvozanat holatida gaz fazadagi moddaning konsentratsiyasi
muvozanat konsentratsiyasi deyiladi. Eritmadagi erigan moddaning adsorbilanishini aniqlash uchun quyidagi
formuladan foydalaniladi:
misol

bu yerda G-adsorbsiya, n-eritmadagi moddaning umumiy mollar soni, Nomoddaning eritmadagi adsorbilanishga qadar mol qismi, N-adsorbilanishdan keyingi mol qismi, m-adsorbent massasi.
Gaz va suyuqliklarning qattiq jismga adsorbilanishini o‘lchash uchun adsorbent tajribadan avval va keyin bevosita tortiladi, so‘ngra adsorbsiya hisoblab topiladi.
Adsorbsiyaning ikkinchi tavsifi adsorbsiya vaqti bilan belgilanadi. Adsorbilangan molekulaning adsorbent sirtida turish vaqti adsorbsiya vaqti deyiladi. Agar molekula bilan sirt orasida hech qanday tortishish kuchlari mavjud bo‘lmasa, bu vaqtda molekulaning tebranish davri 10-12
- 10-13 sekund chamasida bo‘ladi. Molekula bilan sirtorasida tortishish kuchlar mavjud bo‘lsa, molekula
sirtida tutib turgan kuchni yengish uchun zaruriy energiya olingandagina molekula sirtdan ajralib ketadi. Molekula bu energiyani issiqlik harakatining flyuktuatsiyasi tufayli olishi mumkin. 1924 yilda S. Ya. Frenkel adsorbilanish vaqti bilan temperatura orasidagi bog‘lanish uchun quyidagi tenglamani taklif qildi: