t=t0•eQ/RT
Adsorbsiya vaqti Frenkel tenglamasiga muvofiq o‘zgaradi. Bu yerda Qmolekula bilan sirt orasidagi o‘zaro ta‘sir energiyasi (adsorbsiyaning molyar issiqligi); to=10,13
-10,12sek, ya’ni molekula bilan sirt orasida hech qanday tortishish kuchlari mavjud bo‘lmagan vaqtidagi adsorbsiya.
Adsorbsiya hodisasiga oid dastlabki ishlar XVIII asrning ikkinchi yarmida boshlangan. 1973 yilda Sheele ko‘mirning, har xil gazlarni yutishini kuzatgan. So‘ngra 1785 yilda T. E. Lovis suvli eritmalarni turli qo‘shimchalardan tozalashda ko‘mirdan foydalangan. Adsorbsiya hodisasi faqat ko‘mirda kuzatilmay balki, boshqa g‘ovak moddalarda ham kuzatiladi. Adsorbsiya hodisasi turmushda juda keng qo‘llaniladi. Bo‘yash jarayoni, tabiiy oqava suvlarini, sharbatlarni, yog‘larni
tozalash jarayonlari, hamda geterogen katalizator ham adsorbsiya hodisasi bilan bog‘liqdir.
2.5.2. Adsorbsion muvozanat. adsorbsiya issiqligi
Adsorbsion muvozanat. Adsorbsiya hodisasi ham xuddi suyuqlikning bug‘lanishi, moddaning suvda erishi kabi qaytar jarayondir. Bu yerda bir-biriga qarama -qarshi ikki jarayon bo‘ladi:
biri moddaning yutilishi bo’lsa,
ikkinchisi yutilgan moddaning adsorbent sirtidan chiqib ketishidir.
Adsorbsiya hodisasida ham yutilish jarayoni avval tez boradi so‘ngra yutilish va ajralib chiqish jarayonlari tenglashib sistema adsorbsion muvozanat holiga keladi. Adsorbsion muvozanat juda tez qaror topadi. Agar muvozanat uzoq vaqt davomida qaror topmasa, adsorbsiya boshqa xil jarayonlar bilan dinamik muvozanatlashgan deyish mumkin. Adsorbsion muvozanat ham dinamik muvozanatdir. Adsorbsion muvozanat holati temperatura o‘zgarganda o‘zgaradi. Adsorbsiya jarayoni issiqlik chiqarish bilan boradi. Adsorbsiya jarayonida ajralib chiqqan issiqlik adsorbsiya issiqligi deyiladi. Adsorbsion muvozanatningsiljishi Le-Shateele prinsipiga bo‘ysunganligi uchun temperatura ko‘tarilganida muvozanat modda kam yutiladigan tomonga qarab siljiydi. Desorbsiya jarayoni
aksincha, issiqlik yutilishi bilan boradi. Shu sababli temperaturani oshirish orqali
adsorbentga yutilgan moddani qaytadan chiqarish mumkin. Agar adsorbent bilan absorbtiv o‘rtasida kimyoviy reaksiya sodir bo‘lsa, adsorbsion muvozanat qaror topmaydi. Bu holda adsorbsiya qaytmas jarayon xarakteriga ega bo‘ladi.
Adsorbsion muvozanatning tez yoki sekin qaror topishi adsorbent yuzasining g‘ovakli yoki g‘ovaksiz bo‘lishiga bog‘liqdir. G‘ovaklar katta bo‘lsa, adsorbsion muvozanat tez, kichik bo‘lsa sekin qaror topadi. Buni quyidagi jadvalda
ko‘rish mumkin. Ko‘mir g‘ovagining radiusi Muvozanatning qaror topishi Propion kislota Geptil kislota
|
Muvozanatning qaror topishi
|
|
Ko’mir g’ovagning radiusi
|
Propion kislota
|
Geptil kislota
|
I
|
>1 soat
|
2 soat
|
II
|
3 sutka
|
32 sutka
|
III
|
10 sutka
|
Muvozanat qaror topmagan
|
IV
|
30 sutka
|
>31 sutka
|
Jadvalda keltirilgan adsorbent g‘ovagining radiusi I- IV qadar kamayib borish tartibida joylashtirilgan.
Adsorbsiya issiqligi. Fizikaviy adsorbsiyada ham, xemosorbsiyada ham issiqlik effekti kuzatiladi, ya‘ni issiqlik chiqadi. Xemosorbsiyada ajralib chiqqan issiqlik miqdori kimyoviy reaksiyalarning issiqlik effektiga yaqin keladi. Fizikaviy adsorbsiyada ajralib chiqqan issiqlik kalorimetrlar yordamida o‘lchanadi, lekin bunda olingan natijalar taqribiy bo‘ladi, chunki adsorbsiya va demak, issiqlik chiqishi uzoq vaqtga cho‘ziladi. Adsorbsiya issiqligi ikki xil bo‘ladi:
1) 1g adsorbentga gaz yoki bug‘ yutilganda ajralib chiqqan umumiy issiqlik miqdori adsorbsiyaning integral issiqligi deyiladi va ushbu formuladan topiladi:
bunda Q-ajralib chiqqan umumiy issiqlik miqdori (j), m-adsorbent massasi (grammda);
2)Adsorbentga ma‘lum miqdorda modda yutilgandan keyin yana bir mol yutilganda ajralib chiqqan issiqlik adsorbsiyaning differensial issiqligi deyiladi, ya’ni:
Adsorbsiya issiqligini juda sezgir kalorimetrlarda o‘lchash yoki adsorbsiya izotermasidan aniqlash mumkin.
Adsorbsiyani miqdoriy xarakterlash uchun 2 ta kattalik ishlatiladi:
1. Solishtirma (Gibbs) adsorbsiya Gi:
bu yerda ni – real sistemada modda miqdori; niI - I fazada, niII- II fazada modda miqdori; C fazalararo sirt yuza;
2.To’liq adsorbsiya ai: To‘liq adsorbsiya – qalinligi bo‘lgan sirt qatlamning sirt birligidagi modda miqdori yoki adsorbent massasi:
Gi va ai orasida quyidagi bog‘lanish mavjud:
ai har doim 0 dan katta bo‘ladi.
Gi 0 dan katta ham kichik ham bo‘lishi mumkin.
2.5.3 Adsorbsiyaning sabablari Sirt taranglikning ortiqchaligi moddaning hajmida va sirt yuzasida kimyoviy
potensialning har xil bo‘lishi bilan tushuntiriladi. Fizik-kimyoviy shu jumladan fazalarning chegara hajmidagi jarayonlarning sodir bo‘lish imkoniyatlari termodinamikada kimyoviy potensial bilan aniqlanadi.
Kimyoviy potensial – sistemalardagi birorta komponentning sistemaning xossalariga ta‘sirini shu komponentning miqdoriga bog‘liq holda o‘rganadi.
Masalan, vodorod bilan azotning o‘zaro ta‘sirlashuvi natijasida ma‘lum sharoitda ammiak hosil bo‘ladi
Dostları ilə paylaş: |