ДИСПЕРСТІК ЖҮЙЕЛЕРГЕ ӘСЕРЛЕРІ

2.1 Адсорбция туралы тү сініктер

Гетерогендік жү йелердің бө лу беттерінде болатын қ ұ былыстардың ішінде теориялық жә не практикалық жағ ынан маң ызы зор кө п тарағ ан қ ұ былыстардың бірі - сорбциялық қ ұ былыстар. Сорбция деп бір заттың басқ а бір затқ а ө здігінен жұ тылу қ ұ былысын айтады. Жұ тылатын (сің ірілетін) затты сорбтив деп, ал ө зіне жұ татын (сің іретін) затты сорбент деп атайды. Сорбциялық қ ұ былыстар сорбтивтің қ озғ алатын бө лшектерінің сорбентке қ аншалық ты терең енгеніне жә не олардың арасындағ ы ә рекеттесу шамасына байланысты ә ртү рлі болып келеді де, соғ ан лайық ты ә р тү рлі аталады. Барлық сорбциялық қ ұ былыстар бө лу беттерден басталғ анымен олар екі тү рлі аяқ талуы мү мкін.

Сорбтивтің қ озғ алатын бө лшектері сорбенттің бү кіл кө леміне, иә тек олардың беттік қ абатында ғ ана жиналады. Бірінші жағ дайдағ ы сорбцияны кө лемдік сорбция, иә абсорбция дейді де, ал екінші жағ дайдағ ысын- беттік сорбция, иә адсорбция дейді.

Мысалы ү шін Н₂-нің Рt-да жұ тылуы адсорбциялық қ ұ былыс болса, ал оның Рd-де жұ тылуы-абсорбциялық қ ұ былыс. Адсорбция кезінде жұ татын жә не жұ тылатын заттарды адсорбент жә не адсорбтив деп атайды. Кейбір оқ улық тарда адсорбтивтің орнына адсорбат деп атайды, дұ рысы адсорбтив. Олай дейтініміз адсорбат деп кейбір ғ алымдар адсорбтивтің адсорбцияланғ ан кү йін (яғ ни адсорбентпен біріккен кү йін) қ арастырады. Адсорбцияның дисперстік жү йелер ү шін маң ызы кө п. Коллоидтық жү йелердегі лиокірнелердің коагуляциясы, коллоидтық тұ нбалардың пептизациясы, бө лшектердің зарядтарының ө згеруі сол сияқ ты т.б. қ ұ былыстар адсорбциямен ө те тығ ыз байланысты.

Газдардың кө мірдегі адсорбциясын XIX ғ асырда неміс ғ алымы Шееле байқ ағ ан болатын. Ерітінділердің адсорбциясын ең бірінші 1785 жылы орыс академигі Г.Е.Ловиц кө рсеткен болатын. 1814 жылы франциялық ғ алым Соссюр барлық саң лаулы қ атты денелердің газдарды жұ та алатындығ ын жә не бұ л қ ұ былыс кезінде жылу шығ атынын тапты. Соссюр оң ай қ ысылатын (сұ йылатын) газдардың жақ сы адсорбцияланатынын байқ ады. XIX ғ асырдың аяқ кезінде Гиббс адсорбцияның жалпы термодинамикалық теориясын жасады. XX-ғ асырда адсорбция қ ұ былыстарын Лэнгмюр, Поляни Брунауэр, Де-Бур, ал Кең ес Одағ ында Л.Т.Гурвич, Н.А.Шилов, М.М.Дубинин, А.В.Кисилев сияқ ты т.б. ғ алымдар тү пкілікті зерттеді. Зелинский 1915 жылы противогазды ойлап тапты.

Адсорбция шамасын адсорбтивтің салмақ тық саны жағ ынан кө бінде X деп белгілейді. Егер адсорбция қ ұ былысын қ арастырса бірлік беттегі (S), ал егер абсорбциялық қ ұ былысты қ арастырса бірлік массада (m) адсорбтивтің шамасын алғ ан жө н. Бірінші жағ дай ү шін адсорбция шамасы , ал

екінші жағ дай ү шін адсорбция шамасы деп белгіленеді.

Г шамасы белгілі бір адсорбент пен адсорбтив ү шін 2 термодинамикалық параметрлерге тә уелді болады. Егер адсорбтив газ болса температура (Т) мен қ ысым (Р), егер адсорбтив сұ йық тық болса, температура (Т) мен концентрацияғ а (С) байланысты болады.

Сонымен ү ш шама Г, Т, С немесе (Р) арасында белгілі бір функциялық байланыс бар екен. Оны математикалық жолмен жалпы термодинамикалық тең деу бойынша кө рсетуге болады:

f(Г, Т, С) = 0 немесе f(Г, Т, Р) = 0 (2)

бұ дан: Г = f(Т, С) немесе Г=f(Т, Р) (3)

Бұ л жалпы тең деуден дербес тең деулерді жазуғ а болады. Егер температура тұ рақ ты болса,

Т = const, онда:

Г = f(С), немесе Г=f(Р) (4)

4- тең деуді адсорбция изотермасының тең деуі деп атайды.

Егер қ ысым тұ рақ ты болса, Р=const, онда мынадай тең деу жазуғ а

5-тең деуді адсорбция изобарасының тең деуі деп атайды.

Егер қ оюлық (концентрация) тұ рақ ты С=const болса,

онда Г= f(Т) (6)

6-тең деуді адсорбция изопикнасының тең деуі деп атайды.

Егер адсорбция мө лшері тұ рақ ты болса (Г=const), онда қ оюлық пен температура арасындағ ы байланыс мынадай тү рде болады:

С= f(Т) (7)

7-тең деуді адсорбция изостериясының тең деуі деп атайды.

Бұ л тең деулердің ә р тү рлі жағ дайлар ү шін функциялардың ө з ара байланысын (тү зу сызық ты, кері, кө рсеткіштік логарифмдік т.б.) кө рсететін нақ тылы тү рлерін молекулалық кинетикалық тү сініктер негізінде (мысалы, изотерма тең деулері ү шін, иә тікелей термодинамикалық тә сілдермен) қ орытуғ а болады.

А Ә Б A=const В

p

C=const