Адсорбция құбылысының жалпы сипаттамасы

 

 

 

 

Теңдеу тек бір ғана тепе - теңдік константасын (С) тұрады, сондықтан оны а_m – моноқабат сыйымдылығы қолдануға ыңғайлы. Егерде адсорбенттің беткі қабаты S белгісіз болса, оны адсорбент бетіндегі моноқабаттың сыйымдылығын анықтау арқылы келесі формула арқылы адсорбенттің меншікті беткі қабатын анықтауға болады:

мұндағы, N_A – Авогадро саны

                ω_m – моноқабаттағы адсорбат молекуласының алатын ауданы. Оны ван - дер -ваальсты молекулалардан анықтап табады. С және а_m константаларын табу үшін сызықты түрге келтіреміз:

         (38)

 

5 - суретте көрсетілген бензол буының кәдімгі координаттардағы изотермасы 8 - суретте және р/р_S координаталарында көрсетілген.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                         8 - сурет

 

 

38  - теңдеуге сәйкес изотерма түзу сызықпен көрсетіледі. Осы түзу бойынша ордината осі бойынан С және  а_m константаларын табуға болады.

Меншікті S беткі қабатты анықтау үшін төменгі температурадығы жай заттар буларының адсорбция изотермалары қолданылады (N₂, Ar, Kr)

 р/р_S ˃ 0,3 – 0,5 болса БЭТ теңдеуінде дәлелденбейді, себебі К̋ , К̋ʹ константаларындағы өзгешелігі р/р_S өзгерісінде маңызды роль атқарады, сондықтан оны ескермеуге болмайды.

Таза адсорбция жылуы  кезіндегі БЭТ теңдеуінің С константасы  аз мәнге ие;  С ˂ 2 болғанда БЭТ  иілген изотерманы сипаттайды. Және де аз энергия кезінде адсорбат –  адсорбент әрекеттесуіндегі адсорбат –адсорбат керілуін ескермеуге болмайды. Бұл жағдайда адсорбция изотермалары одан күрделі түрге ие болады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

Кез келген гетерогенді  процесстер, мысалы ыдырау немесе қатты  химиялық қосылыстың түзілуі, қатты заттардың еруі, газ бен сұйықтардың, булануы, возгонка, сонымен бірге электрохимиялық процесстермен маңызды гетерогенді катализ процесстері, сұйық-газ, сұйық пен сұйық, қатты мен қатты, қатты мен сұйық, қатты зат пен газ, беттік бөлімдерден өтеді. Бұл фазалар бөлімдерінің шекарасында өзгеше беттік құбылыстр туындайды. Оларға мысалы, сұйық пен газдың немесе басқа сұйықтың шекарасында беттік керілудің пайда болуы, газ көпіршіктерінің немесе сұйық тамшысының шар тәрізді формада болатынын, тұманда, эмульсияларда, балқытылған шынылардың шашырату кезінде жана фазалардың пайда болуы, адсорбция және басқа да құбылыстар жатады.Бұл процесстер өте күрделі, әрі нақты талаптарға байланысты өтеді.

Мен «Біртекті беттегі  газ бен будың адсорбция изотермалары»  атты курстық жұмысты тандаған себебім, адсорбция құбылысы кезінде болатын өзгерістер мен олардың изотермаларын талдау, изотермаларда көрсетілген  құбылысты зерттеуге және қандай факторлар әсер ететінін білу мақсатында. Бұл қурстық жұмыста адсорбция құбылысын жалпы тұрғыда түсіндіруге тырыстым.  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қорытынды

Беткі құбылыстар үлкен  теориялық және практикалық қызығушылық  тудырады. Бұл құбылыстарды зерттей келе, адсорбция процессінде адсорбат – адсорбент молекулаларының әрекеттесуі әр түрлі сипатқа ие болатыны белгілі болды. Олардың арасында молекулярлы күштер іске асады. Осы процесстерде электрондардың қозғалуынан және екі фаза молекулаларының бір - бірімен жақындасуынан туындайтын дисперсті күштерді көреміз. Электрондардың қозғалуына байланысты электронды тығыздығы симметриялы флуктуационды ауытқуларға ие. Яғни осы флуктуационды ауытқулар болғанда екі фазаның арасында тартылыс пайда болады.

Адсорбция изотермалары мен теңдеулерін қарастыра келе, Генри изотермаларында теңдеу нәтижесінде болатын ауытқулар, адсорбциялық қабаттағы молекулалар арасындағы әрекеттесулер күштері адсорбенттің біртекті бетімен айқындалатының айтуға болады. Ал адсорбция изотермасын сипаттайтын Лэнгмюр теңдеуін басқалармен салыстырғанда ол адсорбцияланатын заттың концентрациясы мәніне тәуелсіз адсорбция процесін қанағаттандыратын шамалар беретінің көрсетеді. Лэнгмюр тұжырымдамасы бойынша адсорбция процессінде ілінісу күштері пайда болады. Фрейндлих теңдеуі мен изотермаларын қарастырсақ, есептелген адсорбцияның теориялық мәні мен концентрацияның (қысымның) өте аз және аса көлемді болған кездегі есептелген практикалық мәні сәйкес келе бермейтінің байқауға болады. Және де БЭТ изотерма теңдеулерінде, аз энергия кезінде адсорбат – адсорбент әрекеттесуіндегі адсорбат –адсорбат керілуін ескермеуге болмайтынын атауға болады. Бұл жағдайда адсорбция изотермалары күрделі түрге ие бола бастайды.

Қорытындылай келе, біртекті беттегі газ бен будың адсорбция изотермалары әр түрлі факторларға, атап айтқанда: қысым, температура, адсорбент бетінің ауданына, сіңірілу жылдамжығына байланысты болады. Және олардың қисықтары сызықты,гипербола тәріздес болатынын білдім.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                  Мазмұны

 

I. Кіріспе

 

II. Негізгі  бөлім

1. Адсорбция құбылысының жалпы сипаттамасы

2. Газдардың адсорбция изотермалары. Генри теңдеуі

3. Біртекті беттегі адсорбция изотермаларының Лэнгмюр,Фрейндлих теңдеулері

4. Брунауер, Эммет және Теллердің полимолекулярлы адсорбция буларының  изотерма теңдеуі (БЭТ теңдеуі)

 

III. Қорытынды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Падаланылған  әдебиеттер

1. Химическая энциклопедия. М.: Сов. энциклопедия, 1988.

2. Киселев А.В. «Межмолекулярные взаимодействия в адсорбции и хроматографии». М.: Высш. шк., 1986. 360 с.

3. Грег С., Синг К. «Адсорбция, удельная поверхность, пористость». М.: Мир, 1984. 310 с.

4. Я.И.Герасимов «Курс физической химии». М.1969-1973

5. Интернет желісі

6.Фролов Ю. Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. М.: Химия, 1989. 464с.

7.Кельцев Н. В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия, 1984. 592с.