Sumqayit döVLƏt universiteti faküLTƏ

Шякил 5.1. Адсорбсийа фязасы кясийинин схеми.

Şəkildə ekvipotensial səthlər, yəni adsorbsiya potensialı (_i) eyni olan səthlər qırıq xətlərlə göstərilmişdir. adsorbsiya fəzasının qalınlığıdır.

Aydındır ki, maksimal adsorbsiya potensialı [_5(max)] adsorbent-ad­sor­­bat sərhəddində mövcuddur. Adsorbsiya fəzası – qaz fazası sərhəddində isə ad­sorbsiya qüvvələrinin təsiri yox olduğundan adsorbsiya potensialı (₀) sıf­­ra bərabər olmalıdır. Məsamələrdə adsorbatın maye halda olması ad­sorb­si­­ya potensialının adsorbentin səthindən olan məsafədən asılılığını (mə­sa­mə­­li adsorbentlərdə bu məsafəni təyin etmək mümkün deyil), maye ad­sor­ba­­tın həcmindən asılılığı ilə əvəz etməyə imkan verir. Mayenin həc­mi­ni təc­­rübi adsorbsiya izotermindən təyin etmək mümkündür. Adsorbsiya izo­ter­­mindən adsorbsiyanın miqdarını (A) təyin etməklə adsorbatın həc­mi­ni (V) asanlıqla hesablamaq mümkündür:

(5.1)

burada, – maye adsorbatın molyar həcmidir.

Adsorbsiya qarşılıqlı təsirinin meyarı olaraq adsorbsiya potensialı gö­tü­rülür.

Adsorbsiya potensialı () sabit temperaturda adsorbsiya qüvvələrinin tə­­siri ilə 1 mol qazın həcmi fazadan səthi təbəqəyə köçürülməsi zamanı gö­rü­lən sıxılma işinə bərabərdir:

(5.2)

burada, p_s – maye adsorbat üzərindəki doymuş buxar təzyiqi; p – ad­sorb­ti­vin qaz fazasındakı tarazlıq təzyiqidir. Adsorbsiya izoterminin hər nöq­tə­si­nə A və p/p_s–in müəyyən qiymətləri uyğundur. Bu təcrübi qiymətlərə əsa­sən (5.1) və (5.2) tənlikləri ilə V və -nu hesablamaq olar, başqa sözlə, ad­sorb­siya potensialının adsorbentin səthindəki adsorbatın həcmindən ası­lı­lı­ğı­nı (adsorbsiyanın potensial əyrisini) tapmaq olar.

Polyani nəzəriyyəsi müəyyən temperatur üçün məlum olan adsorbsiya izo­­terminə əsasən istənilən temperaturdakı adsorbsiya izotermini almağa im­­kan verir. Dispersiya qüvvələri temperaturdan asılı olmadığı üçün ad­sorb­­siyanın potensial əyrisinin forması da temperaturdan asılı olmamalıdır. Bu fakt çox vaxt təcrübədə təsdiq olunur. Müxtəlif temperaturlarda təcrübi nöq­­tələr eyni bir əyrisi üzərinə düşür. Bu əyriyə xarakteristik əyri de­­yilir (şəkil 5.2).

Beləliklə,

(5.3)

yəni adsorbsiya potensialı maye ad­sor­ba­tın səthdəki sabit həcmində (sabit həcmi dol­­ma dərəcəsində) temperaturdan asılı de­­yildir (xarakteristik əyri temperatura gö­­rə nonvariantdır). Temperatur -dən -yə qədər artdıqda maye adsorbatın bir his­­səsi desorbsiya olunur, yəni azalır. Bu­­nula yanaşı artır, ona görə də xa­rak­te­­ristik əyrinin nöqtəsi yerini -dən -yə dəyişir (şəkil 5.2).

İki müxtəlif temperatur üçün yaza bilərik:

(5.4)

(5.4) münasibətləri göstərir ki, bir temperaturda izotermi bilməklə di­gər temperaturdakı izotermi hesablamaq olar.

M.M.Dubinin və əməkdaşları tərəfindən potensial adsorbsiya əy­ri­lə­ri­nin mühüm xüsusiyyəti aşkar edilmişdir. Beləki, eyni bir adsorbentin və müx­təlif adsorbatların xarakteristik əyrilərinin nisbəti səth təbəqəsində ad­sor­batın həcminin bütün qiymətlərində sabit kəmiyyətdir:

(5.5)

burada, – standart kimi seçilmiş adsorbatın adsorbsiya potensialı; isə ix­­ti­yari adsorbatın adsorbsiya potensialıdır.

sabiti affin əmsalı adlanır. Buradan aydın olur ki, bir adsorbatın xa­rak­­teristik əyrisini və ikinci adsorbatın birinci adsorbata görə affin əmsalını bilməklə ikinci adsorbatın həmin adsorbent üzərində adsorbsiya izotermini hesablamaq olar. İkinci adsorbatın affin əmsalını tapmaq üçün onun izo­ter­min­də heç olmazsa bir təcrübi nöqtəni bilmək lazımdır.

Polyaninin potensial nəzəriyyəsinin əsas məsələsi adsorbsiya həcminin ad­sorbsiya potensialından asılılığını tapmaqdır. Bu məsələ M.M.Dubinin və onun əməkdaşları tərəfindən həll edilmişdir.

Polyani nəzəriyyəsi monomolekulyar adsorbsiyaya, həmçinin məsa­mə­siz və geniş məsaməli adsorbentlər üzərindəki polimolekulyar adsorb­si­ya­ya və eləcə də çox incə məsamələrdəki adsorbsiyaya tətbiq olunmur, çün­ki sadalanan hallarda adsorbatın xassələri adi mayenin xassələrinə oxşamır.

Polyani nəzəriyyəsinin müasir variantlarında üçölçülü model ikiölçülü mo­­­dellə əvəz edilir, bu halda grad səthə perpendikulyar deyil, səthə to­xu­nan istiqamətdə yönəlmiş olur. Başqa sözlə, həcm əvəzinə energetik qeyri-bir­­cinsli səth nəzərdən keçirilir. Bu halda ekvipotensial səthlər adsorbentin sət­­hində ekvipotensial xətlərlə əvəz olunur. Üzərində ekvipotensial xətlər olan səth topoqrafik xəritəni xatırladır, bu xəritədəki yüksəkliklər müxtəlif ener­­getik səviyyələrə uyğundur.

Bu modeldə V kəmiyyəti iki xətt arasındakı sahənin təbəqənin qalın­lı­ğı­­na olan hasili kimi başa düşülür. Hadisənin fiziki mənzərəsinin belə kəs­kin dəyişdirilməsinə baxmayaraq, nəzəriyyənin formal tərəfi olduğu kimi qa­lır.