Termodinamika e adsorbimit sipas Gibbs. Termodinamika e proceseve të adsorbimit Adsorbimi i një përzierje gazesh në një sipërfaqe homogjene

Në rastin e bashkëveprimit të dy atomeve:

U është energjia e ndërveprimit;

U = U + U TERHEQ.

- Ekuacioni Lennard-Jones , c, b, m = konst

Në rastet e bashkëveprimit të atomeve me një sipërfaqe të fortë, është e nevojshme të përmblidhen të gjitha ndërveprimet.

x është distanca nga sipërfaqja

r - rrezja e veprimit të forcave të tërheqjes

dV - vëllimi

n është numri i molekulave sipërfaqësore

U ADS. është energjia e ndërveprimit të adsorbimit

Në rastin e adsorbimit, tërheqja rritet. Dhe në rastin e ndërveprimit të tipit jopolar-jopolar, adsorbimi lokalizohet kryesisht në gropa.

ndërveprimi elektrostatik.

Adsorbent polar - adsorbues jo polar

Adsorbent jo polar - adsorbues polar

Një adsorbent polar është një adsorbat polar.

M molekula e adsorbatit përfaqësohet si një dipol dhe adsorbenti si një përcjellës, në të cilin molekula e adsorbatit indukton një pasqyrë dipole në mënyrë simetrike në lidhje me atë të dhënë.

X - distanca në mes

Kur ndërveprojmë, lind potenciali:

, është momenti dipol.

Potenciali tenton të marrë vlerën maksimale, d.m.th. dipolet priren të orientohen pingul me sipërfaqen.

Meqenëse rritja e temperaturës nxit rritjen e lëvizjes Brownian, ajo çon në një ngadalësim të procesit të adsorbimit.

Në rastin e ndërveprimit elektrostatik, adsorbati lokalizohet kryesisht në zgjatime.

Ekuacioni themelor i adsorbimit.

Në rastin e adsorbimit, komponenti rishpërndahet, që do të thotë se potenciali kimik ndryshon. Procesi i adsorbimit mund të konsiderohet si kalimi i energjisë sipërfaqësore në energji kimike.

Vëllimi i shtresës = 0, pastaj ekuacioni i përgjithësuar I dhe II i ligjit të termodinamikës:

T = konst; (1) = (2) =>

Për një sistem me dy komponentë:

,
,

=>

=>
- Ekuacioni i adsorbimit të Gibbs .

Për rastin e adsorbimit të TV. trupi - gazi:,

,

- izotermi

- izobar

- isopykne

- isostere

Izotermi, izopikni, izosteri janë të lidhura me njëra-tjetrën.

Sepse funksioni i adsorbimit

Izotermia e Henrit Izotermia e Langmuirit

Termodinamika. Adsorbimi.

Për mediat e kondensuar:

,
,

- ndryshim integral në energjinë Gibbs .

P-presioni mbi një sipërfaqe të lakuar, P-presioni S mbi një sipërfaqe të sheshtë

- potenciali i përthithjes

Ndryshimi diferencial në kurth

, Г = konst

- ndryshimi i entropisë diferenciale

- entalpi diferenciale e adsorbimit

- nxehtësia izosterike e përthithjes

- nxehtësia e kondensimit

- nxehtësia neto e përthithjes

,

Qa është nxehtësia integrale e adsorbimit,

Qra është nxehtësia neto integrale e adsorbimit,

ekuacioni i Henrit

Studimi i adsorbimit pengohet nga johomogjeniteti i sipërfaqes, kështu që rregullsitë më të thjeshta fitohen për sipërfaqet homogjene.

Le të shqyrtojmë bashkëveprimin e gazeve me një sipërfaqe të ngurtë, kur një gaz kalon nga një gjendje ekuilibri në vëllim në një gjendje ekuilibri në sipërfaqe. Ky rast është analog me ekuilibrin e gazeve në një fushë gravitacionale.

,
, =>
-ekuacioni i Henrit

- koeficienti i shpërndarjes

Në procesin e adsorbimit, ndodh një ndryshim në potencialet kimike.

Për fazën me shumicë:

Për gazin sipërfaqësor:

Në një gjendje ekuilibri
, d.m.th.

Në ekuacionin e Henrit, konstanta nuk varet nga përqendrimi

Ekuacioni i Henrit është i vlefshëm në rajonin e presioneve dhe përqendrimeve të ulëta. Ndërsa përqendrimi rritet, 2 lloje devijimesh nga ligji i Henrit janë të mundshme:

1 - devijime pozitive, D zvogëlohet, A zvogëlohet

2 - devijime negative, D - rritet, A - rritet.

Lloji i devijimit përcaktohet nga mbizotërimi i një ose një lloji tjetër të ndërveprimit adsorbent-adsorbat.

Me një ndërveprim të fortë ngjitës, koeficientët e aktivitetit rriten - një devijim pozitiv. Në rastin e ndërveprimeve kohezive, vërehen devijime negative.

adsorbimi monomolekular.

Izotermia e Langmuirit.

Rregullsitë më të thjeshta u morën në teorinë e Henrit. Langmuir propozoi një teori sipas së cilës adsorbimi konsiderohet si një reaksion kuazi-kimik. ku:

Sipërfaqja është energjikisht uniforme.

Adsorbimi është i lokalizuar, çdo qendër adsorbimi ndërvepron me një molekulë adsorbuese.

Molekulat e adsorbatit nuk ndërveprojnë me njëra-tjetrën.

Adsorbimi është me një shtresë.

- sipërfaqe, - adsorbohen,
- kompleksi i adsorbimit.

, pastaj përqendrimi i vendeve të adsorbimit:
,
- duke kufizuar adsorbimin.

, pastaj konstanta e reagimit:

- Ekuacioni Langmuir.

Adsorbimi kundrejt përqendrimit

1)

,

2) zona me përqendrime të larta

- duke kufizuar adsorbimin, formimi i një shtrese monomolekulare

Për energjinë Gibbs: .

g është faktori i entropisë.

Në rastin e izotermës së Henrit, energjia Gibbs karakterizon kalimin e adsorbatit nga gjendja standarde në masë në gjendjen standarde në sipërfaqe. Në rastin e izotermës Langmuir
karakterizon shkallën e afinitetit të adsorbentit dhe adsorbatit.

gjetur nga van't Hoff isobar.

, pastaj
, prandaj
.

- shkalla e mbushjes së sipërfaqes.

- numri i vendeve të lira të punës, - numri i vendeve të zëna.

,

Ato. në rajonin e përqendrimeve të larta, numri i vendeve të lira është në përpjesëtim të zhdrejtë me sasinë e adsorbatit.

Adsorbimi i një përzierje gazesh në një sipërfaqe homogjene.

Në këtë rast, procesi i përthithjes konsiderohet si dy reaksione paralele.

(1)

(2)

Adsorbimi i një përzierjeje gazesh në një sipërfaqe johomogjene.

Në rastin e një sipërfaqeje jo homogjene, nuk duhet të kufizohet në mbushje mesatare.

Si rezultat i konkurrencës, lokalizimi i adsorbateve të ndryshëm është i mundur në lloje të ndryshme vendesh.

Në këtë rast, marrëdhënia
.

, është presioni i avullit të ngopjes së adsorbatit.

, është nxehtësia e përthithjes.

"+" - varësi simpatike, "-" - varësi antibatike, "H" - pa korrelacion.

"+" - adsorbimi vazhdon sipas të njëjtit mekanizëm. Në zonat më të favorshme energjetike, një gaz me një afinitet të lartë në sipërfaqe absorbohet kryesisht.

"-" - adsorbimi zhvillohet përmes mekanizmave të ndryshëm dhe deri në një moment të caktuar kohor nuk ka konkurrencë për sipërfaqen.

Adsorbimi monomolekular realizohet kryesisht gjatë përthithjes fizike të gazeve në vlera të ulëta. fq, si dhe në ndërfaqen lëng/gaz.

Adsorbimi polimolekular.

Teoria BET(Brunauer, Emmet, Teller).

Në rastin kur formimi i një shtrese të vetme është i pamjaftueshëm për të kompensuar energjinë sipërfaqësore, adsorbimi është polimolekular dhe mund të konsiderohet si rezultat i kondensimit të detyruar nën veprimin e forcave sipërfaqësore.

Dispozitat themelore:

Kur një molekulë adsorbate godet vendin e pushtuar, formohet një grup i shumëfishtë.

Ndërsa afrohesh fq te fq s zvogëlohet numri i vendeve të adsorbimit falas. Fillimisht shtohet dhe më pas zvogëlohet numri i vendeve që zënë teke, dyshe etj. komplete.

Në fq =fq s adsorbimi kthehet në kondensim.

Nuk ka ndërveprime horizontale.

Për shtresën e parë kryhet izotermia Langmuir.

Sipërfaqja konsiderohet si një grup vendesh adsorbimi. Kushti i ekuilibrit dinamik është i vlefshëm: shpejtësia e kondensimit në vendet e lira është e barabartë me shpejtësinë e avullimit nga ato të zëna.

a është koeficienti i kondensimit (fraksioni i molekulave të kondensuar në sipërfaqe);

,

Zm është numri maksimal i vendeve të lira.

- frekuenca e dridhjeve të atomeve në drejtim pingul me sipërfaqen.

Për shtresën e parë, kushtet e ekuilibrit dinamik janë:

, pastaj

- Ekuacioni Langmuir.

Për shtresën e dytë do të jetë e vërtetë:

Për shtresën e i-të:

Për thjeshtësi, supozohet se a dhe ν janë të njëjta për të gjitha shtresat, përveç të parës. Për të gjitha shtresat, përveç të parës, nxehtësia e përthithjes është konstante. Për shtresën e fundit, nxehtësia e përthithjes është e barabartë me nxehtësinë e kondensimit. Si rezultat, ekuacioni

(*)

C- konstante,

Në rastin e teorisë BET, konstantja NGA karakterizon energjinë Gibbs të adsorbimit të pastër. Ekuacioni përmban vetëm një konstante, dhe ky ekuacion është gjithashtu shumë i rëndësishëm për përcaktimin e sipërfaqes specifike të adsorbentit.

Meqenëse nxehtësia lirohet si rezultat i adsorbimit, përcaktimi i sipërfaqeve specifike kryhet në temperatura të ulëta.

????????????

E meta kryesore e teorisë– Mospërfillja e ndërveprimeve horizontale në favor të atyre vertikale.

Ekuacioni është në interval nga 0.05 në 0.3.

Ku < 0,05 – существенное влияние оказывает неоднородность поверхности.

> 0.3 - ndikon ndërveprimi i adsorbatit - adsorbatit.

Kontabiliteti për ndërveprimet adsorbat-adsorbat.

Ndërveprimet shfaqen gjatë adsorbimit në një sipërfaqe jopolare të molekulave ose molekulave të degëzuara. të aftë për të krijuar shoqata. Në këtë rast, forma e izotermave të adsorbimit ndryshon.

POR sorbenti nuk është polar.

Grafiku 1 korrespondon me ndërveprimet e dobëta adsorbat-adsorbat, adsorbat-adsorbues i fortë.

Grafiku 2 korrespondon me një ndërveprim të fortë adsorbat-adsorbat, një ndërveprim të fortë adsorbat-adsorbues.

Grafiku 3 korrespondon me një ndërveprim të fortë adsorbat-adsorbat, një ndërveprim të dobët adsorbat-adsorbues.

,

Në rastin e ndërveprimit midis molekulave të adsorbatit, është e nevojshme të merren parasysh ndryshimet në koeficientët e aktivitetit. Dhe ky ekuacion shkruhet si:

- ekuacioni i Frunkin, Fowler, Guggenheim.

kështë konstanta e tërheqjes.

Teoria potenciale e Polanit.

Kjo teori nuk nxjerr asnjë lloj izotermi adsorbimi, por bën të mundur llogaritjen e izotermave në një temperaturë të ndryshme.

Adsorbimiështë rezultat i tërheqjes së adsorbatit në sipërfaqen e adsorbentit për shkak të veprimit të potencialit të adsorbimit, i cili nuk varet nga prania e molekulave të tjera dhe varet nga distanca midis sipërfaqes dhe molekulës së adsorbatit.

, - potenciali i adsorbimit.

Meqenëse sipërfaqja është johomogjene, distanca zëvendësohet nga vëllimi i përthithjes .vëllimi i përthithjesështë vëllimi i mbyllur midis sipërfaqes dhe pikës që i përgjigjet vlerës së dhënë .

Potenciali i adsorbimitështë puna e transferimit të 1 mol të adsorbatit jashtë vëllimit të caktuar të absorbimit në një pikë të caktuar të vëllimit të adsorbimit (ose puna e transferimit të 1 mol avullit të ngopur të adsorbatit, i cili është në ekuilibër me adsorbatin e lëngshëm në mungesë të adsorbent, në fazën e avullit në ekuilibër me adsorbentin).

Kurba karakteristike

- potenciali i përthithjes,

Për një adsorbent të caktuar dhe adsorbate të ndryshme, sa vijon është e vërtetë:

Për lloje të ndryshme adsorbatesh
,

ku
potencialet për izotermat e absorbimit në presione relative për adsorbatin 1 dhe për adsorbatin 2. Ky raport është një vlerë konstante.

- koeficienti i afinitetit

Teoria e kondensimit kapilar.

Ecuria e procesit të adsorbimit varet kryesisht nga struktura e trupit poroz.

mikroporoze
Poroze kalimtare
Makroporoz

Në rastin e sorbenteve mikroporoze, fushat e forcave të adsorbimit mbivendosen. Në rastin e sorbentëve makroporozë, poret veprojnë si kanale transporti. Proceset e kondensimit janë më të rëndësishme në trupat porozë kalimtarë. Kondensimi kapilar fillon në vlera të caktuara fq dhe kur një pjesë e energjisë sipërfaqësore tashmë është kompensuar. Një kusht i domosdoshëm është që sipërfaqja të jetë vetë-mbështetëse. Procesi është përshkruar Ekuacioni Thompson-Kelvin.

- për rastin e lagështimit, qendra e lakimit është në fazën e gazit.

Në rastin e kondensimit kapilar, izotermi i adsorbimit ka një formë histereze. Dega e poshtme korrespondon me procesin e përthithjes, dhe dega e sipërme korrespondon me procesin e desorbimit.

Të gjitha llojet e poreve mund të reduktohen në tre lloje:

konike	Cilindrike me një fund të mbyllur	Cilindrike me dy skaje të hapura
Mbushja e procesit kryhet nga fundi i poreve. Izotermi i përthithjes dhe izotermi i desorbimit në këtë rast përkojnë, pasi procesi i përthithjes fillon me një sferë dhe procesi i desorbimit gjithashtu fillon me zhdukjen e disa sferave. ↓	Nuk ka histerezë. Goditja e përparme dhe e kundërt përshkruhen nga ekuacioni:	Nuk ka fund askund, mbushja e poreve do të shkojë përgjatë mureve të cilindrit. - sferë, cilindër: , Izoterm dhe do të ketë një formë histereze. ↓

AT kushtet e lagështimit, kondensimi ndodh në presione më të ulëta, gjë që është energjikisht e favorshme. Nga dega e desorbimit fitohen kurbat e shpërndarjes së madhësisë së poreve.

Maksimumi i lakores diferenciale zhvendoset majtas në lidhje me pikën e lakimit të integralit. Vëllimi i përgjithshëm i poreve të vogla është i vogël, por ka sipërfaqe të mëdha. Me rritjen e madhësisë së poreve, vëllimi i tyre rritet sa , dhe zona si , për shkak të kësaj, vërehet një zhvendosje e maksimumit të kurbës diferenciale.

Adsorbimi në ndërfaqen solid-lëng.

Në rastin e adsorbimit në ndërfaqen e gazit të ngurtë, ne neglizhuam një komponent. Në rastin e përthithjes në ndërfaqen solid-lëng, adsorbati zhvendos molekulat e tretësit nga sipërfaqja e adsorbentit.

,

Ekuacioni i duhur është:

,

N 1, N 2 - fraksione mole të tretësit dhe përbërësit, N 1 + N 2 \u003d 1, pastaj

, =>
, pastaj - ekuacioni i adsorbimit për kufirin e fazës solid - lëng.

Adsorbimi (G) > 0 në < 0

Nëse vlerat sepse përbërësi dhe tretësi janë shumë të ndryshëm, në këtë rast varësia G nga N ka një ekstrem në vlerë N ~ 0,5.

E nëse kanë vlera të ngjashme, në këtë rast shenja e adsorbimit mund të ndryshojë. Varësia G nga N kalon boshtin x

Funksioni Kryqëzimi G(N) me boshtin e abshisave quhet azeotrope adsorbuese. Kjo do të thotë se dy komponentët nuk mund të ndahen në këtë adsorbent.

Ekuacioni i izotermisë së adsorbimit me konstante shkëmbimi.

Gjatë adsorbimit në ndërfaqen solid-lëng, përbërësit rishpërndahen vazhdimisht midis sipërfaqes së adsorbentit dhe vëllimit të tretësirës.

- komponentët (- - referojuni sipërfaqes)

,
,
.

,

Adsorbimi në ndërfaqen lëng-gaz

R Le të shqyrtojmë ndryshimin në profilin e përqendrimit kur kryqëzohet ndërfaqja lëng-gaz. Le të jetë komponenti 2 i paqëndrueshëm.

Cs është përqendrimi në shtresën sipërfaqësore.

Bazuar në përkufizimin e adsorbimit të tepërt

Nëse komponenti nuk është i paqëndrueshëm, atëherë vlera e përthithjes do të shkruhet si më poshtë:

P
ri

Në ekuacion
natyra e materies përshkruhet nga derivati .

Izotermi i tensionit sipërfaqësor mund të jetë i formës 1 ose 2:

1 - surfaktantë

2 - surfaktantë

Aktiviteti sipërfaqësor g është aftësia e substancave për të reduktuar tensionin sipërfaqësor në sistem.

- trashësia e shtresës sipërfaqësore

C sështë përqendrimi i përbërësit në shtresën sipërfaqësore

NGA– përqendrimi i vëllimit

Për një seri homologe ekziston një rregull:

- Rregulli i Traubeau Duclos

Për seritë homologe, izotermi i përthithjes duket kështu:

Ne shkruajmë D në vend të A, pasi adsorbimi është i tepërt në shtresën sipërfaqësore.

Izotermi i tensionit sipërfaqësor:

është tensioni sipërfaqësor i tretësit të pastër.

- ekuacioni themelor i adsorbimit;

- Ekuacioni Langmuir.

Le t'i zgjidhim ato së bashku:

- ekuacioni i Shishkovskit.

Bështë një konstante për seritë homologe.

A- kur lëviz nga një homolog në tjetrin, rritet me 3-3,5 herë

1 - zona me përqendrime të ulëta

2 - përqendrimi mesatar

3 - shtresa monomolekulare

Surfaktantët janë molekula amfifile, d.m.th. përfshijnë një grup polar dhe një radikal hidrokarbur jopolar.

o është pjesa polare e molekulës.

| është pjesa jopolare e molekulës.

Në një tretës polar, molekulat e surfaktantit janë të orientuara në atë mënyrë që pjesa polare e molekulës përballet me tretësin, ndërsa pjesa jopolare shtyhet në fazën e gazit.

Në ekuacionin e Shishkovskit
, është konstante për seritë homologe.

Veprimi sipërfaqësor aktiv fillon të shfaqet me n>5. Në përqendrime më të larta se përqendrimi i shtresës monomolekulare, micelizimi ndodh në tretësirat e surfaktantëve.

Micelle- quhet agregati i molekulave të surfaktantit amfifilë, radikalet hidrokarbure të të cilave formojnë bërthamën dhe grupet polare kthehen në fazën ujore.

Masa micelare - masë micellare.

H
numri i molekulave është numri i grumbullimit.

Micelat sferike

Në rastin e micelizimit, vendoset një ekuilibër në tretësirë

CMC është përqendrimi kritik i micelës.

Meqenëse ne e konsiderojmë micelën si një fazë të veçantë:

Për seritë homologjike, ekziston një ekuacion empirik:

aështë energjia e shpërbërjes së grupit funksional.

bështë rritja e potencialit të adsorbimit, puna e adsorbimit për njësi metilen.

Prania e një bërthame hidrokarbure në micele bën të mundur që përbërësit që janë të patretshëm në ujë të treten në tretësirat ujore të surfaktantëve, ky fenomen quhet tretje (ajo që tretet është një tretës, surfaktanti është një tretës).

Balta mund të jetë plotësisht jopolare, mund të përmbajë pjesë polare dhe jopolare dhe do të orientohet si një molekulë surfaktant.

Në çdo rast, gjatë tretjes, një rritje në masën micellare dhe numrin e grumbullimit ndodh jo vetëm për shkak të përfshirjes së tretësirës, ​​por edhe për shkak të rritjes së numrit të molekulave të surfaktantit të nevojshëm për të ruajtur gjendjen e ekuilibrit.

Solubilizimi është sa më efektiv, aq më e ulët është pesha molekulare e tretësirës.

~ 72 mN/m.

~ 33 mN/m.

Efektiviteti i surfaktantëve varet nga madhësia e CMC.

Presioni 2D i shtresës sipërfaqësore

→ -forcat e tensionit sipërfaqësor.

- presioni dydimensional.

Shtresa sipërfaqësore është një forcë e barabartë me diferencën midis tensioneve sipërfaqësore të një solucioni surfaktant dhe një tretësi të pastër, të drejtuar drejt një sipërfaqeje të pastër.

Vendoset një ekuilibër midis tretësirës dhe shtresës sipërfaqësore

Në
ka një zonë ku
varur në mënyrë lineare nga përqendrimi.

G [mol / m2].

zona e zënë nga një mol i një lënde

Atëherë izotermi i presionit dydimensional do të ketë formën

është izotermi i presionit dydimensional.

Varësia
nga S M:

Në
- presioni dydimensional rritet ndjeshëm. Në
dy-dimensionale është deformuar, gjë që shkakton një rritje të mprehtë
.

Filmi në të dy anët e kufizuar nga të njëjtat faza quhet i dyanshëm. Në filma të tillë, vërehet një lëvizje e vazhdueshme e pijeve amë.

Filmat me trashësi më të vogël se 5 nm quhen filma të zinj.

Shtresat e absorbimit duhet të kenë dy karakteristika: viskozitet dhe lëvizshmëri të lehtë, rrjedhshmëri dhe elasticitet.

Efekti Marangoni është vetë-shërues.

Trekëndëshi i Gibbs,
- presioni i tepërt.

Filmi është shtrirë dhe për shkak të faktit se një pjesë e lëngut është zhdukur, surfaktantët nxitojnë në hapësirën e lirë. Trekëndëshi i Gibbs.

Efekti i fuqisë së absorbimit të trupave.

Ekziston gjithmonë një shtresë adsorbimi në sipërfaqen e filmit, për të cilën, atëherë

Ekuacioni i Langmuir:

në presion dydimensional

- analog i ekuacionit Shishkovsky

dukuritë elektrokinetike. Shtresa elektrike e dyfishtë (DES).

Modeli Helemholtz. Teoria Gouy-Chapman.

1808 Fluturim

U – tub në formë, të zhytur në të 2 elektroda. Është shkelur ligji i enëve komunikuese dhe ka një ndryshim të nivelit të lëngut në tub - fenomenet elektrokinetike.

Dukuritë kinetike:

elektroforezë

Elektrozmoza

Potenciali i rrjedhës (rrjedhës).

Potenciali i sedimentimit

1 dhe 2 lindin kur aplikohet një diferencë potenciale, 3 dhe 4 grushtimi dhe sedimentimi i grimcave koloidale shkaktojnë shfaqjen e një ndryshimi potencial.

Elektrozmoza është lëvizja e një mjedisi dispersioni në lidhje me një fazë të palëvizshme të shpërndarë nën veprimin e një rryme elektrike.

elektroforezë është lëvizja e grimcave të fazës së shpërndarë në lidhje me një mjedis dispersioni të palëvizshëm nën veprimin e një rryme elektrike.

P Arsyeja e shfaqjes së dukurive elektrokinetike është ndarja hapësinore e ngarkesave dhe shfaqja e një shtrese elektrike të dyfishtë.

Shtresa elektrike e dyfishtë është një kondensator i sheshtë, njëra pllakë formohet nga jonet që përcaktojnë potencialin, tjetra nga kundërinonat. Jonet janë gjithashtu të kontaminuara pasi koionet përcaktuese të potencialit shtyhen në pjesën më të madhe të tretësirës. Distanca midis pllakave . Potenciali bie në mënyrë lineare, diferenca potenciale
.

Një ndryshim i jashtëm i potencialit shkakton shfaqjen e një moduli prerës është një çift forcash për njësi sipërfaqe që veprojnë përgjatë sipërfaqes së një trupi të fortë.

Në ekuilibër, moduli i prerjes është i barabartë me modulin e fërkimit viskoz (
).

Në kushtet tona
,

- Ekuacioni Helemholtz-Smalukovsky

- zhvendosja lineare e shpejtësisë i fazat.

Eështë forca e fushës elektrike.

- dallimi i mundshëm midis pllakave

- lëvizshmëri elektroforetike [m 2 /(V * s)].

Modeli Helemholtz nuk merr parasysh lëvizjen termike të molekulave. Në realitet, shpërndarja e joneve në shtresën e dyfishtë është më komplekse.

Gouy dhe Chapman identifikuan shkaqet e mëposhtme të DES:

Kalimi i një joni nga një fazë në tjetrën kur vendoset ekuilibri.

Jonizimi i lëndës së fazës së ngurtë.

Plotësimi i sipërfaqes nga jonet e pranishme në mjedisin e dispersionit.

Polarizimi nga një burim i jashtëm i rrymës.

Shtresa elektrike e dyfishtë ka një strukturë të paqartë ose difuze. Jonet priren të shpërndahen në mënyrë të barabartë në të gjithë shtresën difuze.

Shtresa difuze përbëhet nga kundërinione, gjatësia e shtresës përcaktohet nga energjia e tyre kinetike. Në një temperaturë që priret në zero absolute, kundërinoet janë sa më afër që të jetë e mundur me jonet përcaktuese të potencialit.

Kjo teori bazohet në dy ekuacione:

ekuacioni Boltzmann

- punojnë kundër forcave të bashkëveprimit elektrostatik.

është dendësia e ngarkesës në masë.

Ekuacioni Poisson

Meqenëse trashësia DEL është shumë më e vogël se madhësia e grimcave, dhe për një DEL të sheshtë, derivati ​​në lidhje me koordinatat dhe shfuqizohet.

Për e y me y<<1 функцию можно разложить в ряд Маклорена:

Ne kufizohemi në dy anëtarë të serialit, pastaj:

- Trashësia DEL është distanca në të cilën potenciali DEL zvogëlohet e një herë.

Sa më e ulët të jetë temperatura, aq më pak . Në Т→0 – banesë DES. Sa më i lartë të jetë përqendrimi, aq më shumë unë, aq më pak .

“–” do të thotë që potenciali zvogëlohet me distancën. =>

=>

,
- potenciali zvogëlohet në mënyrë eksponenciale.

Potenciali për densitetin e ngarkesës sipërfaqësore:

Ngarkesa sipërfaqësore është një ngarkesë hapësinore me shenjën e kundërt, e integruar në distancë.

=>

Kur potenciali zvogëlohet me 2.7 herë -

Kapaciteti me dy shtresa

Disavantazhi i teorisë është se nuk merret parasysh prania e shtresës Helemholtz, d.m.th. nuk merr parasysh , pra gabimet në përcaktimin e parametrave kryesorë. Gjithashtu nuk shpjegon efektin e joneve të natyrës së ndryshme në trashësinë e shtresës së dyfishtë elektrike.

teoria e Sternit. Struktura e micelës koloidale.

Shtresa elektrike e dyfishtë përbëhet nga dy pjesë: e dendur dhe difuze. Një shtresë e dendur formohet si rezultat i ndërveprimit të joneve të formimit të potencialit me ato të adsorbuara në mënyrë specifike. Këto jone, si rregull, janë pjesërisht ose plotësisht të dehidratuar dhe mund të kenë ngarkesë të njëjtë ose të kundërt me jonet që përcaktojnë potencialin. Varet nga raporti i energjisë së bashkëveprimit elektrostatik
dhe potencialin specifik të adsorbimit
. Jonet e shtresës së dendur janë të fiksuara. Pjesa tjetër e joneve ndodhet në shtresën difuze; këto jone janë të lira dhe mund të lëvizin thellë në tretësirë, d.m.th. nga një zonë me përqendrim më të lartë në një zonë me përqendrim më të ulët. Dendësia totale e ngarkesës përbëhet nga dy pjesë.

- Ngarkesa e shtresës Helmholtz

-Ngarkesa e shtresës difuze

Sipërfaqja ka një numër të caktuar qendrash adsorbimi, secila prej të cilave ndërvepron me një kundërjon. Konstanta e një reaksioni të tillë pothuajse kimik është:

, ku - fraksioni mol i kundërjoneve në tretësirë

Shpërndarja Helmholtz

Potenciali zvogëlohet në mënyrë lineare

Shpërndarja e Potencialit Gouy. Nuk ka shtresë të dendur, potenciali zvogëlohet në mënyrë eksponenciale nga vlera

Shpërndarja e ashpër.

Fillimisht, ulja potenciale është lineare, dhe më pas në mënyrë eksponenciale.

Kur aplikohet një fushë elektrike në rastin e elektroforezës, nuk është grimca e fazës së ngurtë që lëviz drejtpërdrejt, por grimca e fazës së ngurtë me një shtresë jonesh përreth. DES përsërit formën e grimcave të fazës së shpërndarë. Kur aplikohet një potencial, një pjesë e shtresës difuze shkëputet. Vija e thyerjes quhet kufiri rrëshqitës.

Potenciali që lind në kufirin e rrëshqitjes si rezultat i shkëputjes së një pjese të shtresës difuze quhet potenciali elektrokinetik(Potenciali Zeta ).

Një grimcë e një faze të shpërndarë, me një shtresë kundërjonesh që e rrethojnë dhe një shtresë elektrike të dyfishtë, quhet micelë.

Rregullat për shkrimin e micelave koloidale:

1-1 elektrolit karikues

T është një grimcë e fazës së shpërndarë.

AA është kufiri midis pjesëve të dendura dhe difuze.

BB është kufiri i rrëshqitjes.

Kufiri i rrëshqitjes mund ose nuk mund të përkojë me vijën AA.

Vlera e pH në të cilën potenciali zeta është zero quhet pika izoelektrike.

CaCl 2 + Na 2 SO 4 → CaSO 4 ↓ + 2 NaCl

1. Më tepër se CaCl 2

CaCl 2 ↔ Ca 2+ + 2Cl -

(CaSO 4 m∙nCa 2+ 2( n-x)Cl - ) 2 x + x Cl - - regjistrojnë micelat.

CaSO 4 m - agregat.

CaSO 4 m∙nCa 2+ është bërthama.

CaSO 4 m∙nCa 2+ 2( n-x)Cl - grimcë.

2. Me tepricë të Na 2 SO 4

Na 2 SO 4 ↔2 Na + + SO 4 2-

(CaSO 4 m∙nSO 4 2- 2(n-x)Na + ) 2x- 2xNa + - micelë

CaSO 4 m - agregat.

CaSO 4 m∙nSO 4 2 + është bërthama.

CaSO 4 m∙nSO 4 2- 2(n-x)Na + - grimca

Ekuacioni Helemholtz-Smoluchowski

- shpejtësia lineare e zhvendosjes së kufijve (në elektroosmozë).

- dallimi i potencialit në pllakat e kondensatorit (në elektroosmozë).

- shpejtësia vëllimore e rrjedhës së tretësirës, Sështë zona e prerjes tërthore të qelizës.

Eështë forca e fushës elektrike.

(për elektroosmozë).

Për potencialin e rrjedhës:

- potencial

- presioni i membranës

Si rregull, vlera e lëvizshmërive elektroforetike dhe lëvizshmërive elektroosmotike është më e vogël se ato të llogaritura. Kjo është për shkak të:

Efekti relaksues (gjatë lëvizjes së një grimce të fazës së shpërndarë, simetria e atmosferës jonike cenohet).

Frenimi elektroforetik (shfaqja e fërkimit shtesë si rezultat i lëvizjes së kundërjoneve).

Shtrembërimi i linjave rrjedhëse në rastin e grimcave përçuese elektrike.

Marrëdhënia midis tensionit sipërfaqësor dhe potencialit. ekuacioni Lippmann.

Formimi i DEL ndodh në mënyrë spontane për shkak të dëshirës së sistemit për të zvogëluar energjinë e tij sipërfaqësore. Në kuadrin e qëndrueshmërisë T dhe fq ekuacioni i përgjithësuar i ligjit të parë dhe të dytë të termodinamikës duket si:

(2)

(3), (1)=(3) =>

=>

- Ekuacioni i parë i Lippmann-it.

është dendësia e ngarkesës sipërfaqësore.

- kapaciteti diferencial.

- Ekuacioni i 2-të i Lippmann-it.

NGA- kapaciteti.

Ne zgjidhim ekuacionin e parë të Lippmann dhe ekuacionin themelor të adsorbimit:

,

, pastaj

- Ekuacioni Nernst

,
,

- ekuacioni i lakores elektrokapilare (ECC).

AT
:
, por

Surfaktantët kationikë (CSAS) reduktojnë degën katodike të ECC.

Surfaktantët anionikë (ASS) reduktojnë degën anodike të ECC.

Surfaktantët jo-jonikë (NSA) reduktojnë pjesën e mesme të ECC.

Stabiliteti i sistemeve disperse. Presion pykë.

Sistemet e shpërndara mund të ndahen:

Sistemet termodinamikisht të paqëndrueshme mund të jenë kinetikisht të qëndrueshme për shkak të kalimit në një gjendje metastabile.

Ekzistojnë dy lloje të stabilitetit:

Stabiliteti i sedimentimit (në lidhje me gravitetin).

Stabiliteti agregativ. (në lidhje me ngjitjen)

Koagulimiështë procesi i ngjitjes së grimcave së bashku, duke çuar në humbjen e stabilitetit agregativ. Koagulimi mund të shkaktohet nga ndryshimet në temperaturë, pH, nxitje, ultratinguj.

Dalloni koagulimin:

E kthyeshme.

E pakthyeshme.

Koagulimi vazhdon me futjen e elektroliteve.

Rregullat e koagulimit:

Film- Kjo është pjesa e sistemit që ndodhet midis dy ndërfaqeve.

presion shpërbërës ndodh me një rënie të mprehtë të trashësisë së filmit si rezultat i ndërveprimit të shtresave sipërfaqësore që afrohen.

«-» - kur trashësia e filmit zvogëlohet, presioni i shkëputjes rritet.

P 0 është presioni në fazën pjesa më e madhe, e cila është një vazhdimësi e ndërshtresës.

P 1 është presioni në film.

Teoria e stabilitetit. DLFO (Deryagin, Landau, Fairway, Overbeck).

Sipas teorisë DLVO, dy komponentë dallohen në presionin e shkëputjes:

elektrostatike P E (pozitive, është për shkak të forcave të sprapsjes elektrostatike). Korrespondon me një ulje të energjisë Gibbs me rritjen e trashësisë së filmit.

molekulare PM (negative, për shkak të veprimit të forcave tërheqëse). Shkaktohet nga ngjeshja e filmit për shkak të forcave kimike të sipërfaqes, rrezja e veprimit të forcave është të dhjetat e nm me një energji të rendit 400 kJ/mol.

Energjia totale e ndërveprimit:

- sistemi është totalisht i qëndrueshëm

- sistem i paqëndrueshëm

P komponent pozitiv.

Rritja është për shkak të rritjes së energjisë potenciale gjatë ngjeshjes së filmave të hollë. Për filmat e trashë, energjia e tepërt e joneve kompensohet dhe është e barabartë me ndërveprimin e energjisë në pjesën më të madhe të mediumit të shpërndarjes.

Nese nje
(- trashësia e filmit, - rrezja e jonit) hollimi i filmit çon në zhdukjen dhe reduktimin e molekulave dhe joneve në të me një energji minimale sipërfaqësore. Numri i grimcave fqinje zvogëlohet, si rezultat i së cilës rritet energjia potenciale e grimcave që mbeten në film.

Teoria DLVO e konsideron bashkëveprimin e grimcave si bashkëveprim të pllakave.

Grimcat nuk ndërveprojnë

- Ekuacioni i Laplasit,
,

Për sipërfaqet me ngarkesë të dobët

Për sipërfaqe shumë të ngarkuara:

Komponenti molekular është bashkëveprimi i dy atomeve:

~

Ndërveprimi i një atomi me një sipërfaqe:

Le të marrim dy regjistrime:

D Për të marrë përbërësin molekular, është e nevojshme të përmblidhen të gjitha energjitë e ndërveprimit të atomeve të pllakave të djathta dhe të majta.

ku
- Konstanta e Hamakerit (merr parasysh natyrën e trupave që ndërveprojnë).

Se. energjia e ndërveprimit të grimcave në një sistem mund të shprehet duke përdorur kthesat e mundshme.

Unë është minimumi i mundshëm primar. Kjo është një zonë e koagulimit të pakthyeshëm, forcat e tërheqjes mbizotërojnë.

II - zona e stabilitetit agregativ, mbizotërojnë forcat refuzuese.

III - minimumi i potencialit sekondar (ose zona e flokulimit). Midis grimcave të fazës së shpërndarë ekziston një shtresë elektrolitike, dhe grimcat mund të ndahen dhe transferohen në zonën e qëndrueshmërisë agregative.

Kurba 1 - sistemi është totalisht i qëndrueshëm.

Kurba 2 është e qëndrueshme në zonën I, jo e qëndrueshme në zonën II.

Kurba 3 - ka ndodhur koagulimi në sistem.

Kurba 4 - në pikën 4, energjia totale e bashkëveprimit U=0,
, kjo pikë ekstreme korrespondon me fillimin e koagulimit të shpejtë.

Janë dy raste:

1. Sipërfaqet janë të ngarkuara dobët:

U \u003d U E + U M \u003d 0

(1)

2)

(2)

- kjo është trashësia e shtresës që korrespondon me fillimin e procesit të koagulimit.

- për sipërfaqe me ngarkesë të dobët

pastaj

2. Për sipërfaqe shumë të ngarkuara:

(1)

2)

(2)

(3)

,

Le të vendosim në katror (3)

Koagulimi:

Në adsorbimin specifik, jonet mund të absorbohen në një sasi superekuivalente në mënyrë të tillë që sipërfaqja të mund të ndryshojë ngarkesën e saj. Sipërfaqja është duke u rimbushur.

Në rastin e adsorbimit specifik, mund të absorbohen jo vetëm jone të shenjave të kundërta, por edhe të një joni.

Nëse jonet e së njëjtës shenjë si sipërfaqja absorbohen, atëherë në shtresën sipërfaqësore nuk do të ketë një rënie të potencialit, por rritjen e tij.

Koagulimi i neutralizimit (ndodh me pjesëmarrjen e grimcave të ngarkuara dobët dhe varet jo vetëm nga ngarkesa e elektrolitit koagulues, por edhe nga potenciali në kufirin e shtresave të dendura dhe difuze).

Teoria e koagulimit të shpejtë të Smoluchowski.

Varësia e shkallës së koagulimit nga përqendrimi i elektrolitit.

I - shkalla e koagulimit është e ulët,

II - shkalla e koagulimit është praktikisht proporcionale me përqendrimin e elektrolitit.

III - zona e koagulimit të shpejtë, shkalla është praktikisht e pavarur nga përqendrimi.

Pikat kryesore:

Sol fillestar është monodisperse, grimca të ngjashme kanë një formë sferike.

Të gjitha përplasjet e grimcave janë efektive.

Kur dy grimca primare përplasen, formohet një grimcë dytësore. Sekondar + parësor = terciar. primare, dytësore, terciare - shumësi.

Për sa i përket kinetikës kimike, procesi i koagulimit mund të përshkruhet nga ekuacioni:

Zgjidhja do të jetë ekuacioni:

- koha e gjysmë koagulimit. Kjo është koha gjatë së cilës numri i grimcave të sollit zvogëlohet me 2 herë.

,
,

,

Me rritjen e shumëfishimit, maksimumi i kurbave të koagulimit zhvendoset drejt vlerave më të mëdha .

Të metat:

Supozimi i monodispersitetit.

Supozimi për efektivitetin e të gjitha përplasjeve.

Ndërveprimi i polimereve me lëngjet dhe gazrat

Proceset e ndërveprimit të polimereve me lëngje me peshë të ulët molekulare luajnë një rol të rëndësishëm në proceset e formimit të produkteve të gatshme (për shembull, fibrave nga një zgjidhje), modifikimit të vetive (plastifikimit) të materialit, si dhe në kushtet e funksionimit të këtyre produkte në media të ndryshme të lëngshme. Ndërveprimi shprehet në përthithjen e lëngut nga polimeri dhe quhet thithjen. Nëse thithja ndodh në pjesën më të madhe të materialit polimer, quhet thithjen. Nëse përthithja ndodh në shtresat sipërfaqësore, atëherë procesi quhet adsorbimi.

Sorbimi

Mekanizmi i adsorbimit është për shkak të pranisë së forcave të tensionit sipërfaqësor në ndërfaqet ndërmjet mediave (Fig. 5.1) për shkak të ndryshimit në forcat e ndërveprimit ndërmolekular në to. Kjo çon në akumulimin e energjisë së tepërt në sipërfaqen e një substance që tenton të tërheqë molekulat e sipërfaqes së saj (molekulat adsorbent) dhe molekulat më të dobëta ndërvepruese (molekulat adsorbuese) brenda volumit. Sasia e adsorbimit varet kryesisht nga sipërfaqja specifike e adsorbentit. Numerikisht, adsorbimi shprehet me numrin e moleve të substancës së absorbuar për njësi masë të adsorbentit - x/m.

Studimi i sorbimit bën të mundur marrjen e informacionit të vlefshëm për strukturën e një polimeri dhe shkallën e paketimit të molekulave të tij.

Zakonisht, proceset e thithjes përshkruhen duke përdorur kthesat e varësisë së sasisë së substancës së përthithur nga përqendrimi (ose presioni) i saj në fazën e gazit në një temperaturë konstante (izotermat e thithjes, Fig. 5.2.). Këtu është vlera R/R s është raporti i presionit të avullit të adsorbentit me elasticitetin e avullit të tij të ngopur në një temperaturë të caktuar.

Në rajonin e presioneve të ulëta të avullit, ligji linear i Henrit përmbushet:

ku a- sasia e substancës së përthithur; jam- kufizimin e përthithjes në përpjesëtim me sipërfaqen aktive të adsorbentit; fq- presioni i sorbatit; kështë konstanta e përthithjes. Në fig. 5.2 përfundimi i adsorbimit monomolekular përcaktohet nga dalja e izotermës së thithjes në raft në rangun e presioneve relative 0.4 ÷ 0.5.

Në prani të adsorbimit dhe kondensimit polimolekular në sipërfaqen e një adsorbuesi poroz ( R/R s > 0.6 në fig. 5.2) përdorni ekuacionin universal

(5.3)

Termodinamika e procesit të përthithjes

Meqenëse, si rregull, ndërveprimi ndërmolekular i molekulave adsorbente është më pak intensiv se ai i adsorbentit, adsorbimi vazhdon me një ulje të energjisë së lirë të sipërfaqes (Δ F < 0) и выделением тепла (уменьшением энтальпии ΔH < 0). При равновесии процессов адсорбции и десорбции ΔF= 0. Vlera e llogaritur në rrjedhën e adsorbimit karakterizon numrin dhe aktivitetin e grupeve në sipërfaqen e adsorbentit të aftë për të reaguar me absorbuesin. Gjatë adsorbimit, entropia e sistemit gjithashtu zvogëlohet (Δ S < 0), поскольку молекулы абсорбтива ограничивают подвижность молекул полимера, уменьшая возможное число конформаций: ΔS = k n( W 2 / W 1), ku është konstanta Boltzmann, W 2 dhe W 1 - probabiliteti termodinamik i gjendjes përfundimtare dhe fillestare të sistemit.

Adsorbimi bëhet në kufirin e fazës. Prandaj, është e përshtatshme që përshkrimi termodinamik i dukurive sipërfaqësore të konsiderohet si një rast i veçantë i termodinamikës së sistemeve heterogjene.

Oriz. 3.4. Adsorbimi Gibbs: 1- sistem referimi dyfazor, 2- sistem real dyfazor me rajon johomogjen

Termodinamika e sistemeve heterogjene përdor parimi i aditivitetit, e cila është si më poshtë: të gjitha vetitë ekstensive të një sistemi heterogjen janë të barabarta me shumën e vetive ekstensive përkatëse që do të kishin pasur fazat përpara se të viheshin në kontakt. Le t'i shënojmë fazat me α dhe β (Fig. 4). Pastaj për një sistem ideal, i tillë që vetitë e fazave pranë ndërfaqes të përkojnë me vetitë e tyre në masë, për energjinë e brendshme U, vëllimi V, masa (numri i moleve) n, entropia S pas ekuilibrit vendoset në një sistem heterogjen, marrëdhëniet janë të vlefshme:

U = U α + U β , V = V α + V β , n = n α + n β , S = S α + S β

Kjo supozon se temperatura dhe presioni në të dy fazat janë të njëjta.

Për sistemet reale heterogjene, rajoni i tranzicionit në ndërfaqen ndërmjet dy fazave jep një kontribut shtesë në vetitë e gjera të sistemit. Nëse ndodhin fenomene sipërfaqësore, duhet të merret parasysh ndryshimi midis vetive të gjera të një sistemi real heterogjen dhe vetive të gjera të një sistemi model në të cilin nuk ka fenomene sipërfaqësore. Një sistem i tillë quhet sistem krahasimi. Sistemi i krahasimit ka të njëjtat parametra intensivë (T, P, C i…) dhe të njëjtin vëllim V si sistemi real (Fig. 4).

Nga pikëpamja termodinamike, vlera e përthithjes G kuptohet si sasia e tepërt e substancës n s, e shprehur në mol ose gram, që ka një sistem real heterogjen në krahasim me sistemin e referencës, në lidhje me sipërfaqen e fazës. ndarje ose në sipërfaqen e adsorbentit A. Supozohet se sistemi i krahasimit ka të njëjtat parametra intensivë (T, P, C i) dhe të njëjtin vëllim (V = V α + V β) si sistemi real. (Fig. 4).

G \u003d (n - n α - n β) / A \u003d n s / A 3.11

Funksionet termodinamike të tepërta të rajonit të tranzicionit të një sistemi real (të shënuar me indeksin s) mund të shkruhen si

U s = U - U α - U β , n s = n - n α - n β , S s ​​= S - S α - S β etj.

Matjet eksperimentale të adsorbimit japin gjithmonë adsorbimin saktësisht si një tepricë e një komponenti në një sistem real në krahasim me sistemin e zgjedhur të referencës. Për shembull, kur thithni një gaz në një adsorbent të ngurtë ose kur përthithni përbërës në një fazë të ngurtë, për të gjetur vlerat e absorbimit, ndryshimi në përqendrimet fillestare të adsorbatit përcaktohet pas kontaktit të fazave α dhe β.

n i s = V(C i o - C i),

ku C i o– përqendrimi fillestar i komponentit të i-të, C iështë përqendrimi i komponentit të i-të pas vendosjes së ekuilibrit midis fazave të ngjitura. Supozohet se vëllimi V nuk ndryshon. Megjithatë, përqendrimi i-komponenti C i, e marrë në mënyrë eksperimentale, përcaktohet në vëllim V' mbi ndërfaqen pa marrë parasysh vëllimin e rajonit johomogjen të shtresës së tranzicionit Va në ndërfaqen ku është përqendrimi C i α. Kështu, për shkak të ekzistencës së një rajoni johomogjen në një sistem real, vëllimi i përgjithshëm i sistemit mund të përfaqësohet si V = V' + Va. Sasi e plotë i-komponenti C i o shpërndahet ndërmjet këtyre dy vëllimeve:

V C i o = V' C i + V α C i α ,

dhe numri i moleve të komponentit i, i adsorbuar në ndërfaqe, do të jetë i barabartë me

n i s = (V’C i + V α C i α) – (V’ + V α)C i = V α (C i α – C i) 3.12

Ato. adsorbimi i përcaktuar eksperimentalisht është një tepricë e komponentit i-të në vëllimin V α në krahasim me sasinë e këtij komponenti në të njëjtin vëllim larg ndërfaqes. Ky lloj adsorbimi quhet adsorbimi Gibbs. .

V α C i α quhet përmbajtje e plotë i- Komponenti i th ne shtresen e adsorbimit. Në rajonin e përqendrimeve shumë të ulëta C i në vëllim V' amendament V α C i ekuacioni (3.2) mund të neglizhohet dhe vlera e matur mund të merret parasysh V α C i α përmbajtje të plotë i- Komponenti i th në shtresën e adsorbimit, për shembull, në thithjen e gazit në një adsorbent të ngurtë në presione të ulëta.

Kuznetsova E.S. dhe Buryak A.K. krahasoi karakteristikat termodinamike të përthithjes së aminoacideve dhe shoqëruesve të tyre. Në këtë punim u studiua ndikimi i strukturës së aminoacideve, dimerëve të tyre dhe lidhjeve me përbërësit eluent në përthithjen e tyre në sipërfaqen e materialeve të karbonit. Një llogaritje molekularo-statistikore e karakteristikave termodinamike të adsorbimit (TXA) për aminoacidet aromatike (fenilalaninë, tirozinë), aminoacidet heterociklike (triptofan) dhe dimerët e tyre me acid trifluoroacetik (TFA) në sipërfaqen e karbonit të zi termik të grafitizuar (GTC) është kryer. Të dhënat e marra krahasohen me modelet e mbajtjes së aminoacideve në karbonin poroz të grafitit Hypercarb në kushtet e kromatografisë së lëngshme me performancë të lartë të fazës së kundërt (RP HPLC). Është treguar se vlerat e mbajtjes së TCA dhe aminoacideve rriten me rritjen e zinxhirit të karbonit të këtyre përbërjeve.

Shkolin A.V., dhe Fomkin A.A. analizuan sjelljen e funksioneve termodinamike (nxehtësia diferenciale izosterike molare e përthithjes, entropia, entalpia dhe kapaciteti i nxehtësisë) të sistemit të adsorbimit të adsorbentit karbon mikroporoz metan AUK në varësi të parametrave të ekuilibrit të adsorbimit nga diapazoni i temperaturës 5177. deri në 393 K dhe presione nga 1 Pa në 6 MPa. Marrja në konsideratë e ndikimit të joidealitetit të fazës së gazit dhe joinnertitetit të adsorbentit çoi në shfaqjen e një varësie nga temperatura e nxehtësisë izosterike të përthithjes, veçanërisht në rajonin e presioneve të larta të adsorbentit. Për sistemin në studim, funksionet termodinamike të sistemit të adsorbimit ndikohen kryesisht nga papërsosmëria e fazës së gazit. Korrigjimi për joinercinë e adsorbentit në këtë gamë të parametrave të sistemit të adsorbimit nuk është më shumë se 2.5%.

Në Institutin e Kimisë së Përgjithshme dhe Inorganike të Akademisë së Shkencave të Republikës së Uzbekistanit Muminov S.Z. Në punën e tij, ai studioi ndryshimet në vetitë e sipërfaqes dhe strukturën poroze të montmorillonitit pas zëvendësimit të kationeve të shkëmbyeshme të mineralit me katione polihidroksialumini. Vakuumi termik paraprak ka një efekt të rëndësishëm në vetitë e absorbimit të montmorillonitit të polihidroksialuminit në lidhje me alkoolin metil. Sipas serisë së izostereve të adsorbimit të CH3 në natrium të dehidratuar dhe montmorillonite të modifikuara, të matura në një gamë të gjerë temperaturash, u vendosën varësia e nxehtësisë së adsorbimit nga sasia e substancës së përthithur.

N.S. Kazbanov, A.V. Matveeva dhe O.K. Krasilnikova kreu një studim të adsorbimit të fenolit nga solucionet ujore me karbon të aktivizuar si FAS, PAH dhe karbon të ndjerë në temperaturat 293, 313 dhe 343 K në intervalin e përqendrimit 5 - 250 mmol/l. Një seri mostrash të FAS të karbonit të aktivizuar në mënyrë të njëpasnjëshme, të karakterizuara nga një shpërndarje e ngushtë e madhësisë së poreve, u morën nga karbonizimi i polimereve me bazë furfural. PAH është një karbon i aktivizuar polimerik mikroporoz. Femra e karbonit është një material fijor i bazuar në fibra celuloze të hidratuara. Parametrat e strukturës poroze të adsorbentëve u përcaktuan nga izotermat e përthithjes së avullit të azotit në 77 K (ASAP-2020, Micromeritics, USA). Adsorbimi i tretësirave u studiua me metodën e ampulës në një termostat. Mostrat e përzgjedhura u analizuan me spektrofotometri. Analiza e izotermave të marra të adsorbimit në fazë të lëngët u krye duke përdorur teorinë e mbushjes vëllimore të mikroporeve (TOZM) sipas ekuacionit Dubinin-Radushkevich (DR).

Efekti i temperaturës në thithjen nga tretësirat e lëngshme është i paqartë. Nga njëra anë, për adsorbentët mikroporozë, depërtimi i molekulave në pore të krahasueshme në madhësi me këto molekula varet nga energjia kinetike dhe, në përputhje me rrethanat, rritet me temperaturën. Nga ana tjetër, adsorbimi fizik është një proces ekzotermik dhe adsorbimi zvogëlohet me temperaturën. Raporti i këtyre faktorëve për secilin sistem përcakton rrjedhën e varësisë nga temperatura e adsorbimit.

Veçantia e sistemit adsorbent - fenol është se ai ka një varësi të kundërt të temperaturës nga izotermat e adsorbimit, pasi me një rritje të temperaturës nga 293 në 313 K, rritet vlera kufizuese e adsorbimit, e cila me sa duket shoqërohet me efektin e sitës molekulare: me një rritje të temperaturës, molekulat e fenolit janë në gjendje të depërtojnë në poret më të ngushta të materialeve të karbonit. Adsorbimi ndodh kryesisht në mikropore, pasi adsorbuesit kanë një numër të vogël mezoporesh. Me rritjen e madhësisë së mikroporeve, vlerat e adsorbimit kufizues rriten ndjeshëm, duke arritur në 2.9 mmol/g për PAH, 8.5 mmol/g për FAS dhe 12.7 mmol/g për shami. Izotermat e adsorbimit që rezultojnë përshkruhen mirë nga ekuacioni DD me eksponent të barabartë me 2.