Б)Температура мен ерітінділердің концентрацияларының әсерлері.

Газғ а қ арағ анда сұ йық тық та диффузия шамасының аздығ ына байланысты ерітіндінің адсорбциясы газдың адсорбциясынан баяулау жү реді. Оны жылдамдату ү шін кө бінде жү йені араластыру керек. Ә сіресе ү лкен молекулалардың ө те уақ тесікті, яғ ни капиллярлы адсорбенттегі адсорбциясы ө те баяу жү реді. Міне бұ ндай жағ дайлар ү шін адсорбцияның тепе-тең дік жағ дайы ө те баяу қ алыптасады, кейде тіпті тепе-тең дік болмайды да.

Температура кө бейген сайын ерітіндінің беттегі адсорбциясы нашарлайды, ә рине егер газдардың адсорбциясымен салыстырсақ, онда ерітіндінінің адсорбциясының кемуі баяулау болады. Алайда кейбір жағ дайларда температура ө скен сайын нашар еритін адсорбтивтің еріткіште еруі ө седі де, ерітіндінің тепе-тең дік концентрациясының ө суіне байланысты адсорбция шамасы да ө суі мү мкін. Мысалы бұ ндай қ ұ былыс гептандағ ы нафталиннің гидроксильденген SiO₂ бетінде адсорбцияланғ анын да байқ ауғ а болады. 2.8-суретте Гиббстік адсорбция шамасының (Г) адсорбтивтің мольдік ү лесінің ө суіне (N) байланыстылығ ы сұ лбалық тү рде кө рсетілген. Бұ ндағ ы 1-қ исық алдымен ө те жылдам кө теріліп максимум арқ ылы ө седі де, одан 0-ге дейін тө мендейді. Бұ л 1-қ исығ ымыз адсорбтивтің кү шті, ал еріткіштің нашар адсорбцияланғ андағ ы N-нің белгілі бір мә нінде адсорбцияның кемуі N-нің жоғ ары, мә нінде бет пен кө лемде адсорбтивтің концентрациясы ө те кө п болады да жә не бірдей болады.

2.8-сурет. Г-нің адсорбтивтік мольдік

ү лесіне (N) байланыстылығ ы.

Ал суреттегі 2-ші изотерма теріс адсорбцияны сипаттайды, яғ ни адсорбтив нашар, ал еріткіш ө те кү шті адсорбцияланғ андағ ы Г мен N-нің байланыстылығ ын кө рсетеді. Бұ л адсорбцияның да абсолюттік мә ні алғ аш тү зу сызық ты ө сіп, максимумге жетеді де, ал адсорбтивтің концентрациясы ө те жоғ ары болғ анда 0-ге жетеді.

Ал 2.8-суреттегі 3-изотерма компоненттерді нашар адсорбцияланғ андағ ы Г мен N-нің арасындағ ы байланыстылық ты кө рсетеді. Бұ л жағ дайда Гиббстік адсорбцияның алғ аш оң болып, N-нің белгілі бір мә нінен бастап оның шамасы теріс болатыны кө рініп тұ р. Бұ л да N-нің жоғ ары мә нінде 0-ге тең болады. Изотерманың (3) абцисса осімен қ иылысу нү ктесінде кө лем мен беттегі ерітіндінің концентрациясы бірдей, бұ ндай жағ дайда қ арастырып отырғ ан адсорбентіміз қ оспаларды бө ле алмайды. Бұ л қ ұ былысты адсорбциялық изотропия деп атайды.

Тағ ы бір айтып кететін нә рсе егер полярсыз еріткіштегі БАЗ-дың ерітінділерінің адсорбциясын қ арастырсақ, кейбір жағ дайларда БАЗ қ алың дығ ы 0, 05-0, 5 мк болатын полимолекулалық қ абаттар тү зеді екен. Б.В.Дерягин мен Г.И.Фукстің шә кірттерімен бірге жасағ ан ең бектерінде ондай қ абаттардың механикалық қ асиеттері ерітіндінің қ асиеттерінен ө згеше жә не сол БАЗ-дың қ ұ рылысы мен молекулалық салмағ ына байланысты болатындығ ы кө рсетілген.

2.8.2.Ерітінділердің адсорбциясының маң ызы

Ерітіндінің адсорбциясының кө птеген физика-химиялық ү дерістердегі маң ызы зор. Олар кө бінде ө сімдік жә не жануарлар организмдеріндегі кө птеген процесстермен де тікелей байланысты. Қ оректі заттарды сің іру, алдымен олардың табиғ и катализаторлардың -ферменттердің бетіне жиылуынан басталады.

Техникада да молекулалық адсорбция кө п қ олданылады. XVIII-ғ асырдың ө зінде-ақ Т.Е.Ловиц кө мір арқ ылы ә ртү рлі ерітінділерді тазартуғ а болатындығ ын кө рсетті. Қ азіргі кезде қ анттың сироптарын тазарту активтік кө мір арқ ылы жү зеге асырылады. Майлағ ыш сұ йық тарды (немесе майларды) адсорбент ретінде қ олданылатын топырақ тар арқ ылы тазартуғ а болады.

Кө птеген ө те аз тарағ ан элементтерді ерітіндіден адсорбция арқ ылы бө ліп алуғ а болады. Аналитикалық химияда ө те қ иын бө лінетін қ осылыстарда да адсорбция арқ ылы бө луге болады. 1903 ж орыс ғ алымы М.С.Цвет адсорбцияғ а негізделген хромотография ә дісін ашты. Бұ л ә діспен Цвет қ ұ рамы кү рделі хлорофилді жеке бө ліктерге бө лді. Адсорбцияның хромотографияның негізін қ ысқ аша былайша тү сіндіруге болады. Тү тікше (адсорбциялық колонка) арқ ылы ә ртү рлі заттар еріген ерітіндінің кө п уақ ыт бойы жібереді. Ал тү тікшеміз кез-келген адсорбентпен толтырылғ ан. Мысалы, MgO, CaO, SiO₂Al₂O₃ жә не т.б.

2.9-сурет. Хлорофиль хромотографиясы.

Міне ерітінді адсорбент арқ ылы ө ткенде тү тікшенің жоғ арғ ы жағ ында жақ сы адсорбцияланатын заттар қ алады да, ал тө менгі жағ ында нашар адсорбцияланатын заттар жиналады. Ә рине ерітіндіміз жоғ арыдан тө мен қ арай стрелка бағ ытымен қ озғ алатын болса. Шындығ ында да адсорбенттің жоғ ары қ абаттарында нашар адсорбцияланатын заттардың болуы мү мкін емес. Ө йткені адсорбенттің бойымен ерітіндінің жаң а порциясы (бө лігі) ө ткенде нашар адсорбцияланатын заттарды кү шті адсорбцияланатын заттар ығ ыстырып шығ арады. Осының нә тижесінде ә ртү рлі қ ұ рамдастармен қ анық қ ан тү тікшеде кө птеген аймақ тар болады. Егер қ ұ рамдастар тү сті болатын болса, оларды тү сі арқ ылы ажыратуғ а болады. Егер қ ұ рамдастар тү ссіз болып бірақ люменесценциялық қ абілеті болатын болса, олардың шекарасын аймақ тарғ а ультракү лгін сә улелер тү сіру арқ ылы анық тауғ а болады. Жеке қ ұ рамдастарды бө лу ү шін аймақ тардағ ы адсорбенттерді бір-бірімен араластырмай бө ліп алады да, оларды адсорбцияланғ ан қ ұ рамдастарды белгілі бір еріткіштер арқ ылы жиып алуғ а болады.

Міне химиялық жолмен бө лінбейтін кейбір заттарды хроматография ә дісімен осылайша бө ліп алуғ а болады. Біз жоғ арыда тек колонналық хроматография тә сіліне ғ ана тоқ талдық. Ә рине хроматографияның кө птеген тү рлері болады. Олар- ығ ысу, газдық, газ-сұ йық тық, тұ нбалық т.б. хроматографиялар. Олар толығ ырақ аналитикалық химия курсында қ арастырылатын болғ андық тан біз оларғ а жеке-жеке тоқ талмаймыз. Қ азіргі кезде хроматографиялық ә дістер дә рілік заттарды, витаминдерді энзим, алкольид, т.б. заттарды бө лу ү шін қ олданылады. Жасанды жолмен алынғ ан трансурандық элементтерді ашу ү шін хроматографияның ролі кү шті болды. Мысалы № 99 энштейний (Еs), № 100 фермий (Fm) жә не № 101 менделеевий (Md) элементтері хроматография ә дісі бойынша бө лінген болатын.

2.8.3. Электролиттердің адсорбциясы.

Біз жоғ арыда ерітінділердің молекулалық адсорбциясына тоқ талдық. Егер ерітіндіміздегі еріген зат электролит болып келсе, онда олардың адсорбциясының ө зіне тә н ерекшеліктері болады. Кү шті электролиттерді толық диссоцияланады деп қ арастыруғ а болады. Ендеше оларды адсорбциялау тек адсорбциялық кү штердің ә серімен ғ ана емес, сонымен қ атар электрлік кү штердің де ә серімен болады.

Осығ ан байланысты ондай адсорбциялардың теория жә не практикағ а маң ызы зор ө зіндік ерекшеліктері болады. Кө бінде практикалық маң ызы кө п ерітінділер электролиттердің судағ ы ерітіндісі болғ андық тан, тө менде осындай ерітінділердің адсорбциясына тоқ таламыз.