Gibbs bo'yicha adsorbsiya termodinamiği. Adsorbsion jarayonlarning termodinamiği Gazlar aralashmasining bir jinsli sirtda adsorbsiyasi.

Ikki atomning o'zaro ta'sirida:

U - o'zaro ta'sir energiyasi;

U = U + U TORT.

- Lennard-Jons tenglamasi , c, b, m = const

Atomlarning qattiq sirt bilan o'zaro ta'sirida barcha o'zaro ta'sirlarni umumlashtirish kerak.

x - sirtgacha bo'lgan masofa

r - tortishish kuchlarining ta'sir radiusi

dV - ovoz balandligi

n - sirt molekulalari soni

U ADS. adsorbsion o'zaro ta'sir energiyasidir

Adsorbsiya holatida tortishish kuchayadi. Va qutbsiz-polyar bo'lmagan turdagi o'zaro ta'sirda adsorbsiya asosan chuqurchalarda lokalizatsiya qilinadi.

elektrostatik o'zaro ta'sir.

Polar adsorbent - qutbsiz adsorbat

Qutbsiz adsorbent - qutbli adsorbat

Polar adsorbent qutbli adsorbatdir.

M adsorbat molekulasi dipol sifatida, adsorbent esa o'tkazgich sifatida ifodalanadi, bunda adsorbat molekulasi berilganga nisbatan simmetrik ravishda dipol oynasini induktsiya qiladi.

X - o'rtagacha bo'lgan masofa

O'zaro aloqada potentsial yuzaga keladi:

, dipol momentidir.

Potensial maksimal qiymatni olishga intiladi, ya'ni. dipollar o'zlarini sirtga perpendikulyar yo'naltirishga moyildirlar.

Haroratning oshishi Braun harakatining o'sishiga yordam berganligi sababli, bu adsorbsiya jarayonining sekinlashishiga olib keladi.

Elektrostatik o'zaro ta'sirda adsorbat asosan o'simtalarda lokalizatsiya qilinadi.

Asosiy adsorbsiya tenglamasi.

Adsorbsiya holatida komponent qayta taqsimlanadi, ya'ni kimyoviy potentsial o'zgaradi. Adsorbsiya jarayonini sirt energiyasining kimyoviy energiyaga o'tishi deb hisoblash mumkin.

Qatlam hajmi = 0, keyin termodinamika qonunining I va II umumlashtirilgan tenglamalari:

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

Ikki komponentli tizim uchun:

,
,

=>

=>
- Gibbs adsorbsiya tenglamasi .

Televizorni adsorbtsiya qilish holati uchun. tana - gaz:,

,

- izoterm

- izobar

- izopik

- izoster

Izoterm, izopikne, izostera bir-biri bilan bog'liq.

Chunki adsorbsiya funktsiyasi

Genri izotermasi Lengmyur izotermasi

Termodinamika. Adsorbsiya.

Quyultirilgan muhit uchun:

,
,

- Gibbs energiyasining integral o'zgarishi .

Egri sirt ustidagi P-bosim, tekis sirt ustidagi P S-bosim

- adsorbsion potentsial

Entrapiyada differensial o'zgarish

, G = const

- differensial entropiya o'zgarishi

- adsorbsiyaning differensial entalpiyasi

- adsorbsiyaning izosterik issiqligi

- kondensatsiya issiqligi

- adsorbsiyaning aniq issiqligi

,

Qa - adsorbsiyaning integral issiqligi,

Qra - adsorbsiyaning integral sof issiqligi,

Genri tenglamasi

Adsorbsiyani o'rganishga sirtning bir jinsli bo'lmaganligi to'sqinlik qiladi, shuning uchun bir jinsli yuzalar uchun eng oddiy qonuniyatlar olinadi.

Gazning hajmdagi muvozanat holatidan sirtdagi muvozanat holatiga o'tganda, gazlarning qattiq sirt bilan o'zaro ta'sirini ko'rib chiqaylik. Bu holat tortishish maydonidagi gazlar muvozanatiga o'xshaydi.

,
, =>
-Genri tenglamasi

- taqsimlash koeffitsienti

Adsorbsiya jarayonida kimyoviy potentsiallarning o'zgarishi sodir bo'ladi.

Ommaviy bosqich uchun:

Yuzaki gaz uchun:

Muvozanat holatida
, ya'ni.

Genri tenglamasida doimiy konsentratsiyaga bog'liq emas

Genri tenglamasi past bosim va konsentratsiyalar hududida amal qiladi. Konsentratsiyaning oshishi bilan Genri qonunidan 2 xil og'ish mumkin:

1 - ijobiy og'ishlar, D kamayadi, A kamayadi

2 - salbiy og'ishlar, D - ortadi, A - ortadi.

Burilish turi adsorbent-adsorbat o'zaro ta'sirining u yoki bu turining ustunligi bilan belgilanadi.

Kuchli yopishtiruvchi shovqin bilan faollik koeffitsientlari ortadi - ijobiy og'ish. Uyg'un o'zaro ta'sirlarda salbiy og'ishlar kuzatiladi.

monomolekulyar adsorbsiya.

Lengmur izotermasi.

Eng oddiy qonuniyatlar Genri nazariyasida olingan. Lengmyur adsorbsiyani kvazikimyoviy reaksiya deb hisoblaydigan nazariyani taklif qildi. Bunda:

Sirt energetik jihatdan bir xil.

Adsorbsiya lokalizatsiya qilinadi, har bir adsorbsiya markazi bitta adsorbat molekulasi bilan o'zaro ta'sir qiladi.

Adsorbat molekulalari bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilmaydi.

Adsorbsiya bir qatlamli.

- sirt, - adsorbat,
- adsorbsion kompleks.

, keyin adsorbsiya joylari kontsentratsiyasi:
,
- adsorbsiyani cheklash.

, keyin reaksiya konstantasi:

- Lengmyur tenglamasi.

Adsorbsiya va kontsentratsiya

1)

,

2) yuqori konsentratsiyali hudud

- cheklovchi adsorbsiya, monomolekulyar qatlam hosil bo'lishi

Gibbs energiyasi uchun: .

g - entropiya omili.

Genri izotermasi holatida Gibbs energiyasi adsorbatning massadagi standart holatdan sirtdagi standart holatga o'tishini tavsiflaydi. Langmuir izotermasi misolida
adsorbent va adsorbatning yaqinlik darajasini tavsiflaydi.

Van't Hoff izobaridan topilgan.

, Keyin
, shuning uchun
.

- sirtni to'ldirish darajasi.

- bo'sh ish o'rinlari soni; - band qilingan joylar soni.

,

Bular. yuqori konsentratsiyali hududda bo'sh joylar soni adsorbat miqdoriga teskari proportsionaldir.

Gazlar aralashmasining bir jinsli sirtda adsorbsiyasi.

Bunda adsorbsiya jarayoni ikki parallel reaksiya sifatida qaraladi.

(1)

(2)

Gazlar aralashmasining bir jinsli bo'lmagan yuzada adsorbsiyasi.

Bir hil bo'lmagan sirt bo'lsa, o'rta plomba bilan cheklanmaslik kerak.

Raqobat natijasida har xil turdagi saytlarda turli adsorbatlarni lokalizatsiya qilish mumkin.

Bunday holda, munosabat
.

, - adsorbatning to'yingan bug' bosimi.

, adsorbsiya issiqligidir.

"+" - simbatik qaramlik, "-" - antibatik qaramlik, "H" - korrelyatsiya yo'q.

"+" - adsorbsiya xuddi shu mexanizm bo'yicha davom etadi. Energetik jihatdan eng qulay hududlarda sirtga yuqori yaqinlikdagi gaz asosan adsorbsiyalanadi.

"-" - adsorbsiya turli mexanizmlar orqali amalga oshiriladi va ma'lum bir vaqtgacha sirt uchun raqobat bo'lmaydi.

Monomolekulyar adsorbsiya asosan gazlarning past qiymatlarda fizik adsorbsiyasi jarayonida amalga oshiriladi. p, shuningdek, suyuqlik/gaz interfeysida.

Polimolekulyar adsorbsiya.

BET nazariyasi(Brunauer, Emmet, Teller).

Bir qatlam hosil bo'lishi sirt energiyasini qoplash uchun etarli bo'lmagan taqdirda, adsorbsiya polimolekulyar bo'lib, sirt kuchlari ta'sirida majburiy kondensatsiya natijasida ko'rib chiqilishi mumkin.

Asosiy qoidalar:

Adsorbat molekulasi ishg'ol qilingan joyga tegsa, bir nechta to'plam hosil bo'ladi.

Siz yaqinlashganda p Kimga p s erkin adsorbsion saytlar soni kamayadi. Dastlab, yakkalik, juftlik va hokazolar egallagan joylar soni ortadi, keyin esa kamayadi. to'plamlar.

Da p =p s adsorbsiya kondensatsiyaga aylanadi.

Gorizontal o'zaro ta'sirlar mavjud emas.

Birinchi qatlam uchun Langmuir izotermasi bajariladi.

Sirt adsorbsion joylar to'plami sifatida qaraladi. Dinamik muvozanat sharti amal qiladi: bo'sh joylarda kondensatsiya tezligi ishg'ol qilinganlardan bug'lanish tezligiga teng.

a - kondensatsiya koeffitsienti (sirtda kondensatsiyalangan molekulalarning ulushi);

,

Zm - bo'sh o'rindiqlarning maksimal soni.

- sirtga perpendikulyar yo'nalishda atomlarning tebranish chastotasi.

Birinchi qatlam uchun dinamik muvozanat shartlari:

, Keyin

- Lengmyur tenglamasi.

Ikkinchi qatlam uchun to'g'ri bo'ladi:

I-qavat uchun:

Oddiylik uchun a va n birinchisidan tashqari barcha qatlamlar uchun bir xil deb hisoblanadi. Birinchisidan tashqari barcha qatlamlar uchun adsorbsiya issiqligi doimiydir. Oxirgi qatlam uchun adsorbsiya issiqligi kondensatsiya issiqligiga teng. Natijada, tenglama

(*)

C- doimiy,

BET nazariyasi holatida doimiy BILAN sof adsorbsiyaning Gibbs energiyasini xarakterlaydi. Tenglama faqat bitta konstantani o'z ichiga oladi va bu tenglama adsorbentning o'ziga xos sirt maydonini aniqlash uchun ham juda muhimdir.

Adsorbsiya natijasida issiqlik ajralib chiqqanligi sababli, o'ziga xos sirtlarni aniqlash past haroratlarda amalga oshiriladi.

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

Nazariyaning asosiy kamchiligi- Vertikal o'zaro ta'sirlarga e'tibor bermaslik.

Tenglama diapazonda 0,05 dan 0,3 gacha.

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

> 0,3 - adsorbatning o'zaro ta'siri - adsorbat ta'sir qiladi.

Adsorbat-adsorbat o'zaro ta'sirini hisobga olish.

Tarmoqlangan molekulalar yoki molekulalarning qutbsiz yuzasida adsorbsiya jarayonida o'zaro ta'sirlar paydo bo'ladi. uyushmalar tuzishga qodir. Bunda adsorbsion izotermlarning shakli o'zgaradi.

A sorbent qutbli emas.

1-chizma zaif adsorbat-adsorbat, kuchli adsorbat-adsorbent o'zaro ta'sirlariga to'g'ri keladi.

Grafik 2 kuchli adsorbat-adsorbat o'zaro ta'siriga, kuchli adsorbat-adsorbent o'zaro ta'siriga mos keladi.

Grafik 3 kuchli adsorbat-adsorbat o'zaro ta'siriga, zaif adsorbat-adsorbent o'zaro ta'sirga mos keladi.

,

Adsorbat molekulalari o'rtasidagi o'zaro ta'sirda faollik koeffitsientlarining o'zgarishini hisobga olish kerak. Va bu tenglama quyidagicha yoziladi:

- Frunkin, Fauler, Guggenxaym tenglamasi.

k tortishish konstantasi hisoblanadi.

Polanning potentsial nazariyasi.

Bu nazariya adsorbsion izotermaning hech qanday turini keltirib chiqarmaydi, lekin boshqa haroratda izotermlarni hisoblash imkonini beradi.

Adsorbsiya boshqa molekulalarning mavjudligiga bog'liq bo'lmagan va sirt va adsorbat molekulasi orasidagi masofaga bog'liq bo'lgan adsorbsion potentsialning ta'siri tufayli adsorbatning adsorbent yuzasiga tortilishi natijasidir.

, - adsorbsion potentsial.

Sirt bir jinsli bo'lmaganligi sababli, masofa adsorbsiya hajmi bilan almashtiriladi .adsorbsiya hajmi- sirt va berilgan qiymatga mos keladigan nuqta o'rtasida joylashgan hajm .

Adsorbsion potentsial 1 mol adsorbatni berilgan adsorbsiya hajmidan tashqarida adsorbsiya hajmining ma'lum nuqtasiga o'tkazish ishi (yoki suyuqlik adsorbat yo'qligida adsorbatning 1 mol to'yingan bug'ini o'tkazish ishi) adsorbent, adsorbent bilan muvozanatda bug' fazasiga).

Xarakterli egri chiziq

- adsorbsion potentsial;

Berilgan adsorbent va turli adsorbatlar uchun quyidagilar to'g'ri keladi:

Har xil turdagi adsorbatlar uchun
,

Qayerda
nisbiy bosimlarda adsorbsion izotermlar uchun potensiallar adsorbat 1 va adsorbat uchun 2. Bu nisbat doimiy qiymatdir.

- yaqinlik koeffitsienti

Kapillyar kondensatsiya nazariyasi.

Adsorbsiya jarayonining borishi ko'p jihatdan g'ovakli tananing tuzilishiga bog'liq.

mikrog'ovak
O'tish davri g'ovakli
Katta gözenekli

Mikrog'ovak sorbentlar holatida adsorbsion kuchlar maydonlari bir-birining ustiga chiqadi. Makrog'ovak sorbentlar holatida, teshiklar transport kanallari vazifasini bajaradi. Kondensatsiya jarayonlari o'tkinchi g'ovakli jismlarda eng muhim hisoblanadi. Kapillyar kondensatsiya ma'lum qiymatlarda boshlanadi p Va sirt energiyasining bir qismi allaqachon kompensatsiya qilinganida. Kerakli shart - sirt o'z-o'zidan qo'llab-quvvatlanishi kerak. Jarayon tasvirlangan Tompson-Kelvin tenglamasi.

- namlanish holatida egrilik markazi gaz fazasida bo'ladi.

Kapillyar kondensatsiya holatida adsorbsiya izotermasi histerezis shakliga ega. Pastki tarmoq adsorbsiya jarayoniga, yuqori shox esa desorbsiya jarayoniga mos keladi.

Barcha turdagi teshiklarni uch turga qisqartirish mumkin:

konussimon	Bir uchi yopiq silindrsimon	Ikki ochiq uchi bo'lgan silindrsimon
Jarayonni to'ldirish teshikning pastki qismidan amalga oshiriladi. Bu holda adsorbsiya izotermasi va desorbsiya izotermasi mos keladi, chunki adsorbsiya jarayoni shardan boshlanadi va desorbsiya jarayoni ham ba'zi sharlarning yo'qolishi bilan boshlanadi. ↓	Hech qanday histerezis yo'q. Oldinga va teskari zarbalar tenglama bilan tavsiflanadi:	Hech qanday joyda taglik yo'q, teshikni to'ldirish silindrning devorlari bo'ylab o'tadi. - shar, silindr: , Izoterm va histerezis shakliga ega bo'ladi. ↓

IN namlanish sharoitlari, kondensatsiya past bosimlarda sodir bo'ladi, bu energetik jihatdan qulaydir. Desorbsiya shoxchasidan g'ovak o'lchamini taqsimlash egri chiziqlari olinadi.

Differensial egri chiziqning maksimali integralning burilish nuqtasiga nisbatan chapga siljiydi. Kichik teshiklarning umumiy hajmi kichik, lekin katta sirt maydonlariga ega. Teshik hajmi kattalashgani sayin ularning hajmi ham oshadi , va maydoni sifatida , shu tufayli differensial egri chiziqning maksimal siljishi kuzatiladi.

Qattiq suyuqlik interfeysida adsorbsiya.

Qattiq-gaz interfeysida adsorbsiya bo'lsa, biz bitta komponentni e'tiborsiz qoldirdik. Qattiq-suyuqlik chegarasida adsorbsiya sodir bo'lganda, adsorbat erituvchi molekulalarini adsorbent yuzasidan siqib chiqaradi.

,

To'g'ri tenglama:

,

N 1, N 2 - erituvchi va komponentning mol fraktsiyalari, N 1 + N 2 \u003d 1, keyin

, =>
, keyin - faza chegarasi uchun adsorbsiya tenglamasi qattiq - suyuqlik.

Adsorbsiya (G) > 0 da < 0

Agar qiymatlar komponent va erituvchi uchun juda farq qiladi, bu holda bog'liqlik G dan N qiymatda ekstremumga ega N ~ 0,5.

E agar o'xshash qiymatlarga ega, bu holda adsorbsiya belgisi o'zgarishi mumkin. Giyohvandlik G dan N x o'qini kesib o'tadi

Funktsiya kesishmasi G(N) abscissa o'qi bilan deyiladi adsorbsion azeotrop. Bu shuni anglatadiki, ushbu adsorbentda ikkita komponentni ajratib bo'lmaydi.

Almashinuv konstantasi bilan adsorbsiya izotermasi tenglamasi.

Qattiq-suyuqlik chegarasida adsorbsiya jarayonida komponentlar doimiy ravishda adsorbent yuzasi va eritma hajmi o'rtasida qayta taqsimlanadi.

- komponentlar (- - sirtga qarang)

,
,
.

,

Suyuq-gaz interfeysida adsorbsiya

R Suyuq-gaz interfeysi kesishganida konsentratsiya profilining o'zgarishini ko'rib chiqaylik. 2-komponent o'zgaruvchan bo'lsin.

Cs - sirt qatlamidagi konsentratsiya.

Ortiqcha adsorbsiyaning ta'rifiga asoslanadi

Agar komponent uchuvchan bo'lmasa, adsorbsiya qiymati quyidagicha yoziladi:

P
ri

Tenglamada
materiyaning tabiati hosila orqali tasvirlanadi .

Sirt tarangligi izotermasi 1 yoki 2 ko'rinishda bo'lishi mumkin:

1 - sirt faol moddalar

2 - sirt faol moddalar

Yuzaki faollik g - moddalarning tizimdagi sirt tarangligini kamaytirish qobiliyati.

- sirt qatlamining qalinligi

C s komponentning sirt qatlamidagi konsentratsiyasi

BILAN- hajm konsentratsiyasi

Gomologik qator uchun qoida mavjud:

- Traubeau Duclos hukmronligi

Gomologik qatorlar uchun adsorbsion izoterma quyidagicha ko'rinadi:

Yuzaki qatlamda adsorbsiya haddan tashqari ko'p bo'lgani uchun A o'rniga D yozamiz.

Yuzaki kuchlanish izotermi:

sof erituvchining sirt tarangligi.

- fundamental adsorbsiya tenglamasi;

- Lengmyur tenglamasi.

Keling, ularni birgalikda hal qilaylik:

- Shishkovskiy tenglamasi.

B gomologik qatorlar uchun doimiy hisoblanadi.

A- bir gomologdan ikkinchisiga o'tganda u 3-3,5 marta ortadi

1 - past konsentratsiyali hudud

2 - o'rtacha konsentratsiya

3 - monomolekulyar qatlam

Sirt faol moddalar amfifil molekulalardir, ya'ni. qutbli guruh va qutb bo'lmagan uglevodorod radikalini o'z ichiga oladi.

o - molekulaning qutb qismi.

| molekulaning qutbsiz qismidir.

Qutbli erituvchida sirt faol moddalar molekulalari molekulaning qutb qismi erituvchiga qaragan holda yo'naltiriladi, qutbsiz qismi esa gaz fazasiga suriladi.

Shishkovskiy tenglamasida
, u gomologik qatorlar uchun doimiydir.

Yuzaki faol harakat bilan paydo bo'la boshlaydi n>5. Monomolekulyar qatlam konsentratsiyasidan yuqori konsentratsiyalarda sirt faol moddalar eritmalarida miselizatsiya sodir bo'ladi.

Mishel- amfifil sirt faol moddalar molekulalari yig'indisi deyiladi, ularning uglevodorod radikallari yadro hosil qiladi va qutbli guruhlar suvli fazaga aylanadi.

Misellar massasi - mitselyar massa.

H
molekulalar soni - agregatsiya soni.

Sferik mitsellar

Miselizatsiya holatida eritmada muvozanat o'rnatiladi

CMC kritik mitsel konsentratsiyasi hisoblanadi.

Biz mitselni alohida faza deb hisoblaganimiz uchun:

Gomologik qatorlar uchun empirik tenglama mavjud:

a funksional guruhning erish energiyasidir.

badsorbsion potentsial o'sish, metilen birligi uchun adsorbsiya ishidir.

Mishellarda uglevodorod yadrosining mavjudligi suvda erimaydigan birikmalarning sirt faol moddalarning suvli eritmalarida erishiga imkon beradi, bu hodisa eritish deb ataladi (eriydigan narsa - eriydigan, sirt faol moddasi - erituvchi).

Loy butunlay qutbsiz bo'lishi mumkin, ham qutbli, ham qutbsiz qismlarni o'z ichiga olishi mumkin va sirt faol moddalar molekulasi kabi yo'naltirilgan bo'ladi.

Har qanday holatda, eritish jarayonida mitselyar massasi va agregatsiya sonining oshishi nafaqat erituvchining qo'shilishi, balki muvozanat holatini saqlash uchun zarur bo'lgan sirt faol moddalar molekulalari sonining ko'payishi tufayli ham sodir bo'ladi.

Solubilizatsiya qanchalik samarali bo'lsa, erituvchining molekulyar og'irligi shunchalik past bo'ladi.

~ 72 mN/m.

~ 33 mN/m.

Sirt faol moddalarning samaradorligi CMC ning kattaligiga bog'liq.

2D sirt qatlami bosimi

→ -sirt taranglik kuchlari.

- ikki o'lchovli bosim.

Sirt qatlami toza sirt tomon yo'naltirilgan sirt faol moddasi eritmasi va sof erituvchining sirt tarangliklari orasidagi farqga teng kuchdir.

Eritma va sirt qatlami o'rtasida muvozanat o'rnatiladi

Da
hududi bor
konsentratsiyaga chiziqli bog'liq.

G [mol / m 2].

bir mol moddaning egallagan maydoni

Keyin ikki o'lchovli bosim izotermasi shaklga ega bo'ladi

ikki o'lchovli bosim izotermasi.

Giyohvandlik
SM dan:

Da
- ikki o'lchovli bosim keskin ortadi. Da
ikki o'lchovli deformatsiyalanadi, bu keskin o'sishni keltirib chiqaradi
.

Ikkala tomonning bir xil fazalar bilan chegaralangan plyonkasi ikki tomonlama deb ataladi. Bunday filmlarda ona likyorining doimiy harakati kuzatiladi.

Qalinligi 5 nm dan kam bo'lgan plyonkalar qora plyonkalar deb ataladi.

Adsorbsion qatlamlar ikkita xususiyatga ega bo'lishi kerak: yopishqoqlik va oson harakatchanlik, suyuqlik va elastiklik.

Marangoni effekti o'z-o'zini davolashdir.

Gibbs uchburchagi,
- ortiqcha bosim.

Film cho'ziladi va suyuqlikning bir qismi yo'qolganligi sababli, sirt faol moddalar bo'sh joyga shoshiladi. Gibbs uchburchagi.

Jismlarning adsorbsion kuchining ta'siri.

Film yuzasida har doim adsorbsion qatlam mavjud bo'lib, buning uchun , keyin

Lengmyur tenglamasi:

ikki o'lchovli bosimga aylanadi

- Shishkovskiy tenglamasining analogi

elektrokinetik hodisalar. Ikki qavatli elektr qatlam (DES).

Helemholtz modeli. Gouy-Chepman nazariyasi.

1808 parvoz

U – shaklli trubka, unga 2 elektrod botiriladi. Aloqa qiluvchi tomirlar qonuni buziladi va trubadagi suyuqlik darajasining o'zgarishi - elektrokinetik hodisalar mavjud.

Kinetik hodisalar:

elektroforez

Elektroosmoz

Oqim (oqim) potentsiali

Sedimentatsiya potentsiali

1 va 2 potentsiallar farqi qo'llanilganda paydo bo'ladi, 3 va 4 kolloid zarralarning teshilishi va cho'kishi potentsial farqning paydo bo'lishiga olib keladi.

Elektroosmoz elektr toki ta'sirida dispersion muhitning statsionar dispers fazaga nisbatan harakatidir.

elektroforez elektr toki ta'sirida statsionar dispersion muhitga nisbatan dispers faza zarralarining harakatidir.

P Elektrokinetik hodisalarning paydo bo'lishining sababi zaryadlarning fazoviy bo'linishi va qo'sh elektr qatlamining paydo bo'lishidir.

Elektr ikki qavatli tekis kondansatör bo'lib, bir plastinka potentsialni aniqlovchi ionlar, ikkinchisi kontrendikatorlar tomonidan hosil bo'ladi. Potensialni aniqlovchi ko-ionlar eritmaning asosiy qismiga surilishi natijasida ionlar ham ifloslangan. Plitalar orasidagi masofa . Potensial chiziqli tushadi, potentsial farq
.

Tashqi potentsial farqi siljish modulining ko'rinishini keltirib chiqaradi qattiq jism yuzasi boʻylab taʼsir etuvchi birlik maydonga toʻgʻri keladigan juft kuchdir.

Muvozanat holatida kesish moduli yopishqoq ishqalanish moduliga teng (
).

Bizning sharoitimizda
,

- Helemgolts-Smalukovskiy tenglamasi

- chiziqli tezlikni almashtirish i fazalari.

E elektr maydon kuchidir.

- plitalar orasidagi potentsial farq

- elektroforetik harakatchanlik [m 2 /(V * s)].

Helemgolts modeli molekulalarning issiqlik harakatini hisobga olmaydi. Haqiqatda, qo'sh qavatdagi ionlarning tarqalishi ancha murakkab.

Gouy va Chapman DESning quyidagi sabablarini aniqladilar:

Muvozanat o'rnatilganda ionning bir fazadan ikkinchi fazaga o'tishi.

Qattiq fazali moddalarning ionlanishi.

Dispersiya muhitida mavjud bo'lgan ionlar bilan sirtni to'ldirish.

Tashqi oqim manbasidan polarizatsiya.

Elektr ikki qavati loyqa yoki tarqoq tuzilishga ega. Ionlar diffuz qatlam bo'ylab bir tekis taqsimlanadi.

Diffuz qatlam kontrionlardan iborat, qatlam uzunligi ularning kinetik energiyasi bilan belgilanadi. Mutlaq nolga moyil bo'lgan haroratda kontrinolar potentsialni aniqlovchi ionlarga imkon qadar yaqin bo'ladi.

Bu nazariya ikkita tenglamaga asoslanadi:

Boltsman tenglamasi

- elektrostatik o'zaro ta'sir kuchlariga qarshi ishlash.

massaviy zaryad zichligi hisoblanadi.

Puasson tenglamasi

DEL qalinligi zarracha hajmidan ancha kichik bo'lgani uchun va tekis DEL uchun koordinatalarga nisbatan hosila Va bekor qilinadi.

y bilan e y uchun<<1 функцию можно разложить в ряд Маклорена:

Biz o'zimizni seriyaning ikkita a'zosi bilan cheklaymiz, keyin:

- DEL qalinligi - bu DEL potentsialining kamayishi masofasi e bir marta.

Harorat qancha past bo'lsa, shuncha kam . T→0 da - tekis DES. Konsentratsiya qanchalik yuqori bo'lsa, men qanchalik ko'p bo'lsa, shunchalik kam .

“–” potentsial masofaga qarab kamayib borishini bildiradi. =>

=>

,
- potentsial eksponent ravishda kamayadi.

Yuzaki zaryad zichligi uchun potentsial:

Yuzaki zaryad - masofa bo'ylab birlashtirilgan, qarama-qarshi belgiga ega bo'lgan kosmik zaryaddir.

=>

Potentsial 2,7 baravar pasayganda -

Ikki qatlamli sig'im

Nazariyaning nochorligi shundaki, Helemholtz qatlamining mavjudligi hisobga olinmaydi, ya'ni. hisobga olmaydi , shuning uchun asosiy parametrlarni aniqlashda xatolar. Shuningdek, u turli tabiatdagi ionlarning elektr qo'sh qavatining qalinligiga ta'sirini tushuntirmaydi.

Stern nazariyasi. Kolloid mitsellaning tuzilishi.

Elektr qo'sh qatlam ikki qismdan iborat: zich va tarqoq. Potensial hosil qiluvchi ionlarning maxsus adsorbsiyalanganlar bilan o'zaro ta'siri natijasida zich qatlam hosil bo'ladi. Ushbu ionlar, qoida tariqasida, qisman yoki to'liq suvsizlanadi va potentsialni aniqlovchi ionlar bilan bir xil yoki teskari zaryadga ega bo'lishi mumkin. Bu elektrostatik o'zaro ta'sir energiyasining nisbatiga bog'liq
va maxsus adsorbsion potentsial
. Zich qatlamning ionlari mahkamlangan. Ionlarning boshqa qismi diffuz qatlamda joylashgan, bu ionlar erkin va eritma ichiga chuqur kirib borishi mumkin, ya'ni. yuqori konsentratsiyali hududdan pastroq konsentratsiyali hududga. Umumiy zaryad zichligi ikki qismdan iborat.

- Gelmgolts qatlami zaryadi

-Diffuz qatlam zaryadi

Sirtda ma'lum miqdordagi adsorbsion markazlar mavjud bo'lib, ularning har biri bitta qarshi ion bilan o'zaro ta'sir qiladi. Bunday kvazikimyoviy reaksiyaning konstantasi:

, Qayerda - eritmadagi qarshi ionlarning mol ulushi

Helmgolts taqsimoti

Potensial chiziqli ravishda kamayadi

Gouy potentsial taqsimoti. Zich qatlam yo'q, potentsial qiymatdan eksponent ravishda kamayadi

Qattiq taqsimot.

Dastlab, potentsial pasayish chiziqli, keyin esa eksponent bo'ladi.

Elektroforez holatida elektr maydoni qo'llanilganda, qattiq fazaning zarrasi to'g'ridan-to'g'ri emas, balki qattiq fazaning zarrachasini o'rab turgan ionlar qatlami bilan harakat qiladi. DES dispers fazaning zarracha shaklini takrorlaydi. Potensial qo'llanilganda, diffuz qatlamning bir qismi yirtilib ketadi. Tanaffus chizig'i deyiladi sirpanish chegarasi.

Diffuz qatlamning bir qismining ajralishi natijasida sirpanish chegarasida yuzaga keladigan potentsial deyiladi. elektrokinetik potentsial(Zeta salohiyati ).

Dispers fazaning zarrachasini o'rab turgan qarama-qarshi ionlar qatlami va qo'sh elektr qavati deyiladi. mitsel.

Kolloid mitsellalarni yozish qoidalari:

1-1 zaryadlovchi elektrolit

T - dispers fazaning zarrasi.

AA - zich va tarqoq qismlar orasidagi chegara.

BB - sirpanish chegarasi.

Sirpanish chegarasi AA chizig'iga to'g'ri kelishi yoki to'g'ri kelmasligi mumkin.

Zeta potentsiali nolga teng bo'lgan pH qiymati deyiladi izoelektrik nuqta.

CaCl 2 + Na 2 SO 4 → CaSO 4 ↓ + 2NaCl

1. CaCl 2 dan ortiq

CaCl 2 ↔ Ca 2+ + 2Cl -

(CaSO 4 m∙nCa 2+ 2( n-x)Cl - ) 2 x + x Cl - - mitsellalarni qayd qiladi.

CaSO 4 m - agregat.

CaSO 4 m∙nCa 2+ yadro hisoblanadi.

CaSO 4 m∙nCa 2+ 2( n-x)Cl - zarracha.

2. Na 2 SO 4 dan ortiq miqdorda

Na 2 SO 4 ↔2Na + + SO 4 2-

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

CaSO 4 m - agregat.

CaSO 4 m∙nSO 4 2 + yadro hisoblanadi.

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

Helemgolts-Smoluxovskiy tenglamasi

- chegaralarni siljitishning chiziqli tezligi (elektrosmozda).

- kondansatör plitalaridagi potentsial farq (elektrosmozda).

- eritmaning hajmli oqim tezligi, S hujayraning ko'ndalang kesimi maydonidir.

E elektr maydon kuchidir.

(elektrosmoz uchun).

Oqim potentsiali uchun:

- salohiyat

- membrana bosimi

Qoida tariqasida, elektroforetik harakatchanlik va elektroosmotik harakatchanlik qiymati hisoblanganlardan kamroq. Buning sababi:

Relaksatsiya effekti (dispers fazaning zarrachasi harakati paytida ion atmosferasining simmetriyasi buziladi).

Elektroforetik tormozlash (qarshi ionlarning harakati natijasida qo'shimcha ishqalanishning paydo bo'lishi).

Elektr o'tkazuvchan zarrachalar holatida oqim chiziqlarining buzilishi.

Sirt tarangligi va potentsial o'rtasidagi bog'liqlik. Lippman tenglamasi.

DEL ning shakllanishi tizimning sirt energiyasini kamaytirish istagi tufayli o'z-o'zidan sodir bo'ladi. Doimiylik kontekstida T Va p termodinamikaning birinchi va ikkinchi qonunlarining umumlashtirilgan tenglamasi quyidagicha ko'rinadi:

(2)

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

=>

- 1-Lippman tenglamasi.

- sirt zaryadining zichligi.

- differentsial sig'im.

- 2-Lippman tenglamasi.

BILAN- sig'im.

1-Lippman tenglamasini va asosiy adsorbsiya tenglamasini yechamiz:

,

, Keyin

- Nernst tenglamasi

,
,

- elektrokapillyar egri chiziq tenglamasi (ECC).

IN
:
, Lekin

Katyonik sirt faol moddalar (CSAS) ECC ning katodik tarmog'ini kamaytiradi.

Anion sirt faol moddalar (ASS) ECCning anodik filialini kamaytiradi.

Ion bo'lmagan sirt faol moddalar (NSA) ECCning o'rta qismini kamaytiradi.

Dispers tizimlarning barqarorligi. Tiklanish bosimi.

Dispers tizimlarni quyidagilarga bo'lish mumkin:

Termodinamik jihatdan beqaror tizimlar metastabil holatga o'tish tufayli kinetik jihatdan barqaror bo'lishi mumkin.

Barqarorlikning ikki turi mavjud:

Sedimentatsiyaning barqarorligi (tortishish kuchiga nisbatan).

Aggregativ barqarorlik. (yopishqoqlik munosabati bilan)

Koagulyatsiya agregativ barqarorlikni yo'qotishga olib keladigan zarrachalarning bir-biriga yopishishi jarayonidir. Koagulyatsiyaga harorat, pH, aralashtirish, ultratovush o'zgarishi sabab bo'lishi mumkin.

Koagulyatsiyani ajratib ko'rsatish:

Qaytariladigan.

Qaytarib bo'lmaydigan.

Koagulyatsiya elektrolitlar kiritilishi bilan davom etadi.

Koagulyatsiya qoidalari:

Film- bu tizimning ikkita interfeys o'rtasida joylashgan qismi.

ajraladigan bosim yaqinlashib kelayotgan sirt qatlamlarining o'zaro ta'siri natijasida kino qalinligining keskin pasayishi bilan yuzaga keladi.

«-» - plyonka qalinligi pasayganda, ajralish bosimi ortadi.

P 0 - interlayerning davomi bo'lgan ommaviy fazadagi bosim.

P 1 - plyonkadagi bosim.

Barqarorlik nazariyasi. DLFO (Deryagin, Landau, Fairway, Overbek).

DLVO nazariyasiga ko'ra, ajraladigan bosimda ikkita komponent ajralib turadi:

elektrostatik P E (ijobiy, bu elektrostatik itarilish kuchlari bilan bog'liq). Film qalinligining oshishi bilan Gibbs energiyasining pasayishiga to'g'ri keladi.

Molekulyar PM (salbiy, jozibador kuchlarning ta'siri tufayli). U kimyoviy sirt kuchlari ta'sirida plyonkaning siqilishidan kelib chiqadi, kuchlarning ta'sir qilish radiusi nm ning o'ndan bir qismiga teng, energiya 400 kJ / mol.

Jami o'zaro ta'sir energiyasi:

- tizim umumiy barqaror

- beqaror tizim

P ijobiy komponent.

O'sish yupqa plyonkalarni siqish paytida potentsial energiyaning ortishi bilan bog'liq. Qalin plyonkalar uchun ortiqcha ion energiyasi kompensatsiya qilinadi va dispersiya muhitining asosiy qismidagi energiya o'zaro ta'siriga teng.

Agar
(- plyonka qalinligi, - ionning radiusi) plyonkaning yupqalashishi undagi molekulalar va ionlarning minimal sirt energiyasi bilan yo'qolishi va kamayishiga olib keladi. Qo'shni zarrachalar soni kamayadi, buning natijasida plyonkada qolgan zarrachalarning potentsial energiyasi ortadi.

DLVO nazariyasi zarrachalarning o'zaro ta'sirini plitalarning o'zaro ta'siri deb hisoblaydi.

Zarrachalar o'zaro ta'sir qilmaydi

- Laplas tenglamasi,
,

Zaif zaryadlangan yuzalar uchun

Yuqori zaryadlangan yuzalar uchun:

Molekulyar komponent ikki atomning o'zaro ta'siridir:

~

Atomning sirt bilan o'zaro ta'siri:

Keling, ikkita yozuvni olaylik:

D Molekulyar komponentni olish uchun o'ng va chap plitalar atomlarining barcha o'zaro ta'sir energiyalarini umumlashtirish kerak.

Qayerda
- Xamaker konstantasi (o'zaro ta'sir qiluvchi jismlarning tabiatini hisobga oladi).

Bu. sistemadagi zarralarning o'zaro ta'sir energiyasini potentsial egri chiziqlar yordamida ifodalash mumkin.

Men asosiy potentsial minimaldir. Bu qaytarib bo'lmaydigan koagulyatsiya zonasi, tortishish kuchlari ustunlik qiladi.

II - agregativ barqarorlik zonasi, itaruvchi kuchlar ustunlik qiladi.

III - ikkilamchi potentsial minimal (yoki flokulyatsiya zonasi). Dispers fazaning zarralari orasida elektrolit qatlami mavjud bo'lib, zarrachalarni ajratib, agregativ barqarorlik zonasiga o'tkazish mumkin.

Egri 1 - tizim agregativ jihatdan barqaror.

2-egri chiziq I zonada barqaror, II zonada barqaror emas.

Egri 3 - tizimda koagulyatsiya sodir bo'ldi.

4-egri chiziq - 4-nuqtada o'zaro ta'sirning umumiy energiyasi U=0,
, bu ekstremal nuqta tez koagulyatsiya boshlanishiga to'g'ri keladi.

Ikkita holat mavjud:

1. Kuchsiz zaryadlangan yuzalar:

U \u003d U E + U M \u003d 0

(1)

2)

(2)

- bu pıhtılaşma jarayonining boshlanishiga mos keladigan qatlamning qalinligi.

- kuchsiz zaryadlangan yuzalar uchun

Keyin

2. Yuqori zaryadlangan yuzalar uchun:

(1)

2)

(2)

(3)

,

Keling, kvadratga tushamiz (3)

Koagulyatsiya:

Maxsus adsorbsiyada ionlar sirt zaryadini o'zgartira oladigan darajada superekvivalent miqdorda adsorbsiyalanishi mumkin. Sirt qayta zaryadlanmoqda.

Maxsus adsorbsiya holatida faqat qarama-qarshi belgili ionlar emas, balki bitta ion ham adsorbsiyalanishi mumkin.

Agar sirt bilan bir xil belgidagi ionlar adsorbsiyalangan bo'lsa, u holda sirt qatlamida potentsialning pasayishi emas, balki uning o'sishi bo'ladi.

Neytralizatsiya koagulyatsiyasi (zaif zaryadlangan zarrachalar ishtirokida yuzaga keladi va nafaqat koagulyatsion elektrolitning zaryadiga, balki zich va diffuz qatlamlar chegarasidagi potentsialga ham bog'liq).

Smoluxovskiyning tez koagulyatsiya nazariyasi.

Koagulyatsiya tezligining elektrolitlar konsentratsiyasiga bog'liqligi.

I - koagulyatsiya darajasi past,

II - koagulyatsiya tezligi elektrolitlar kontsentratsiyasiga amalda proportsionaldir.

III - tez koagulyatsiya maydoni, tezligi amalda kontsentratsiyaga bog'liq emas.

Asosiy fikrlar:

Dastlabki zol monodispers, shunga o'xshash zarralar sharsimon shaklga ega.

Barcha zarrachalar to'qnashuvi samarali.

Ikki asosiy zarrachalar to'qnashganda ikkilamchi zarracha hosil bo'ladi. Ikkilamchi + asosiy = uchinchi darajali. Birlamchi, ikkilamchi, uchinchi darajali - ko'plik.

Kimyoviy kinetik nuqtai nazardan, koagulyatsiya jarayonini tenglama bilan tavsiflash mumkin:

Yechim tenglama bo'ladi:

- yarim koagulyatsiya vaqti. Bu zol zarralari soni 2 marta kamayib ketadigan vaqt.

,
,

,

Ko'plik ortib borayotganligi sababli, koagulyatsiya egri chizig'ining maksimal qiymati kattaroq qiymatlarga o'tadi .

Kamchiliklari:

Monodisperslik farazi.

Barcha to'qnashuvlarning samaradorligi haqidagi taxmin.

Polimerlarning suyuqlik va gazlar bilan o'zaro ta'siri

Polimerlarning past molekulyar og'irlikdagi suyuqliklar bilan o'zaro ta'sir qilish jarayonlari tayyor mahsulotlarni (masalan, eritmadan tolalarni) hosil qilish, materialning xususiyatlarini o'zgartirish (plastiklashtirish) jarayonlarida, shuningdek, ularning ishlash sharoitida muhim rol o'ynaydi. turli xil suyuq muhitdagi mahsulotlar. O'zaro ta'sir suyuqlikning polimer tomonidan yutilishida ifodalanadi va deyiladi sorbsiya. Agar polimer materialning asosiy qismida sorbsiya sodir bo'lsa, u deyiladi yutilish. Agar yutilish sirt qatlamlarida sodir bo'lsa, u holda jarayon chaqiriladi adsorbsiya.

Sorbsiya

Adsorbtsiya mexanizmi muhitlar orasidagi interfeyslarda sirt taranglik kuchlarining mavjudligi (5.1-rasm) ulardagi molekulalararo o'zaro ta'sir kuchlarining farqiga bog'liq. Bu uning sirt molekulalarini (molekulalarni) tortib olishga moyil bo'lgan moddaning yuzasida ortiqcha energiya to'planishiga olib keladi. adsorbent) va kuchsizroq o'zaro ta'sir qiluvchi molekulalar (molekulalar adsorbtiv) hajm ichida. Adsorbsiya miqdori ko'p jihatdan adsorbentning o'ziga xos yuzasiga bog'liq. Raqamli bo'lib, adsorbsiya adsorbent massasi birligi uchun adsorbsiyalangan moddaning mollari soni bilan ifodalanadi - x/m.

Sorbsiyani o'rganish polimerning tuzilishi va uning molekulalarining qadoqlanish darajasi haqida qimmatli ma'lumotlarni olish imkonini beradi.

Odatda, sorbsiya jarayonlari adsorbsiyalangan modda miqdorining doimiy haroratdagi gaz fazadagi konsentratsiyasiga (yoki bosimiga) bog'liqligi egri chiziqlari yordamida tasvirlanadi (sorbsiya izotermalari, 5.2-rasm). Mana qiymat R/R s - adsorbent bug 'bosimining ma'lum haroratda uning to'yingan bug'ining elastikligiga nisbati.

Past bug 'bosimlari hududida Genrining chiziqli qonuni bajariladi:

Qayerda A- adsorbsiyalangan moddaning miqdori; a m- adsorbentning faol yuzasiga proportsional cheklovchi adsorbsiya; p- sorbat bosimi; k adsorbsion konstanta hisoblanadi. Shaklda. 5.2 monomolekulyar adsorbsiyaning tugallanishi sorbsiya izotermasi 0,4 ÷ 0,5 nisbiy bosim oralig'ida shelfga chiqishi bilan aniqlanadi.

G'ovakli adsorbent yuzasida polimolekulyar adsorbsiya va kondensatsiya mavjud bo'lganda ( R/R s > 0,6 shaklda. 5.2) universal tenglamadan foydalaning

(5.3)

Adsorbsion jarayonning termodinamiği

Odatda, adsorbent molekulalarining molekulalararo o'zaro ta'siri adsorbentnikiga qaraganda kamroq intensiv bo'lganligi sababli, adsorbsiya sirtning erkin energiyasining pasayishi bilan davom etadi (D F < 0) и выделением тепла (уменьшением энтальпии ΔH < 0). При равновесии процессов адсорбции и десорбции ΔF= 0. Adsorbsiya jarayonida hisoblangan qiymat adsorbent yuzasida absorbent bilan reaksiyaga kirisha oladigan guruhlar soni va faolligini tavsiflaydi. Adsorbsiya paytida tizimning entropiyasi ham kamayadi (D S < 0), поскольку молекулы абсорбтива ограничивают подвижность молекул полимера, уменьшая возможное число конформаций: ΔS = k ln( V 2 / V 1), bu erda Boltsman doimiysi, V 2 va V 1 - tizimning yakuniy va boshlang'ich holatining termodinamik ehtimoli.

Adsorbsiya fazalar chegarasida sodir bo'ladi. Shuning uchun sirt hodisalarining termodinamik tavsifini geterogen tizimlar termodinamikasining alohida holati sifatida ko'rib chiqish maqsadga muvofiqdir.

Guruch. 3.4. Gibbs adsorbsiyasi: 1- ikki fazali mos yozuvlar tizimi, 2- bir jinsli hududga ega haqiqiy ikki fazali tizim

Geterogen tizimlarning termodinamikasidan foydalanadi qo'shimchalar printsipi, bu quyidagicha: geterogen tizimning barcha ekstensiv xossalari fazalar ular bilan aloqa qilishdan oldin ega bo'lgan tegishli ekstensiv xususiyatlar yig'indisiga teng. Fazalarni a va b bilan belgilaymiz (4-rasm). Keyin ideal sistema uchun, shundayki, interfeys yaqinidagi fazalarning xossalari ularning massaviy xossalariga to‘g‘ri keladi, ichki energiya uchun U, hajm V, massa (mollar soni) n, geterogen sistemada muvozanat o‘rnatilgandan keyin S entropiya, munosabatlar amal qiladi:

U = U a + U b , V = V a + V b , n = n a + n b , S = S a + S b

Bu ikkala fazadagi harorat va bosim bir xil bo'lishini nazarda tutadi.

Haqiqiy heterojen tizimlar uchun ikki faza orasidagi interfeysdagi o'tish hududi tizimning keng xususiyatlariga qo'shimcha hissa qo'shadi. Agar sirt hodisalari yuzaga kelsa, haqiqiy geterogen tizimning ekstensiv xususiyatlari va sirt hodisalari bo'lmagan model tizimning keng xususiyatlari o'rtasidagi farqni hisobga olish kerak. Bunday tizim taqqoslash tizimi deb ataladi. Taqqoslash tizimi haqiqiy tizim bilan bir xil intensiv parametrlarga (T, P, C i ...) va bir xil V hajmga ega (4-rasm).

Termodinamik nuqtai nazardan, adsorbsiya qiymati G deb fazaning sirt maydoni bilan bog'liq bo'lgan haqiqiy geterogen tizim mos yozuvlar tizimiga nisbatan ega bo'lgan mol yoki grammda ifodalangan n s moddaning ortiqcha miqdori tushuniladi. ajratish yoki adsorbent A sirt maydoniga. Taqqoslash tizimi haqiqiy tizim bilan bir xil intensiv parametrlarga (T, P, C i) va bir xil hajmga (V = V a + V b) ega deb taxmin qilinadi. (4-rasm).

G \u003d (n - n a - n b) / A \u003d n s / A 3.11

Haqiqiy tizimning o'tish mintaqasining ortiqcha termodinamik funktsiyalari (s indeksi bilan belgilanadi) quyidagicha yozilishi mumkin.

U s = U - U a - U b , n s = n - n a - n b , S s ​​= S - S a - S b va hokazo.

Adsorbsiyaning eksperimental o'lchovlari har doim tanlangan mos yozuvlar tizimiga nisbatan haqiqiy tizimdagi komponentning ortiqcha miqdori sifatida adsorbsiyani aniq beradi. Masalan, gazni qattiq adsorbentga adsorbsiyalashda yoki qattiq fazadagi komponentlarni adsorbsiyalashda adsorbsiya qiymatlarini topish uchun a va b fazalar aloqa qilgandan so'ng adsorbatning boshlang'ich konsentrasiyalarining o'zgarishi aniqlanadi.

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

Qayerda C i o- i-komponentning dastlabki kontsentratsiyasi, C i- qo'shni fazalar o'rtasida muvozanat o'rnatilgandan keyin i-komponentning konsentratsiyasi. Bu hajm deb taxmin qilinadi V o'zgarmaydi. Biroq, konsentratsiya i-chi komponent C i, eksperimental ravishda olingan, hajmda aniqlanadi V' o'tish qatlamining bir hil bo'lmagan hududining hajmini hisobga olmagan holda interfeysdan yuqorida Va kontsentratsiya bo'lgan interfeysda C i a. Shunday qilib, haqiqiy tizimda bir jinsli bo'lmagan hudud mavjudligi sababli, tizimning umumiy hajmini quyidagicha ifodalash mumkin. V = V' + Va. To'liq miqdor i-chi komponent C i o bu ikki jild o'rtasida taqsimlangan:

V C i o = V' C i + V a C i a,

va komponentning mollari soni i, interfeysda adsorbsiyalangan, ga teng bo'ladi

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

Bular. eksperimental tarzda aniqlangan adsorbsiya - V a hajmdagi i-komponentning interfeysdan uzoqda bir xil hajmdagi ushbu komponent miqdori bilan solishtirganda ko'pligi. Ushbu turdagi adsorbsiya Gibbs adsorbsiyasi deb ataladi. .

V a C i a to'liq tarkib deb ataladi men- adsorbsion qatlamdagi th komponent. Juda past konsentratsiyali hududda C i hajmda V' tuzatish V a C i(3.2) tenglamani e'tiborsiz qoldirib, o'lchangan qiymatni hisobga olish mumkin V a C i a to'liq tarkib men- th komponent adsorbsion qatlamda, masalan, gazni qattiq adsorbentga past bosimda adsorbtsiya qilishda.

Kuznetsova E.S. va Buryak A.K. aminokislotalar va ularning assotsiatsiyalari adsorbsiyasining termodinamik xususiyatlarini solishtirdi. Bu ishda aminokislotalar, ularning dimerlari va elyuent komponentlari bilan assotsiatsiyalari tuzilishining uglerod materiallari yuzasida adsorbsiyasiga ta'siri o'rganildi. Aromatik aminokislotalar (fenilalanin, tirozin), geterosiklik aminokislotalar (triptofan) va ularning dimerlari uchun grafitlangan termal uglerod qora (GTC) yuzasida trifluoroasetik kislota (TFA) bilan adsorbsiyaning (TXA) termodinamik xususiyatlarini molekulyar-statistik hisoblash. amalga oshirildi. Olingan ma'lumotlar teskari fazali yuqori samarali suyuqlik xromatografiyasi (RP HPLC) sharoitida g'ovakli grafit uglerod Giperkarbonida aminokislotalarni ushlab turish naqshlari bilan taqqoslanadi. TCA va aminokislotalarni ushlab turish qiymatlari ushbu birikmalarning uglerod zanjiri ortishi bilan ortishi ko'rsatilgan.

Shkolin A.V. va Fomkin A.A. adsorbsion tizimning termodinamik funksiyalarining (differensial molyar izosterik adsorbsiya issiqligi, entropiya, entalpiya va issiqlik sig'imi) AUK metan-mikroporozli uglerod adsorbenti AUK ning adsorbsion harorat muvozanati parametrlariga bog'liqligini tahlil qildilar. 393 K gacha va bosim 1 Pa dan 6 MPa gacha. Gaz fazasining ideal emasligi va adsorbentning noaniqligi ta'sirini hisobga olgan holda, adsorbsiyaning izosterik issiqligining haroratga bog'liqligi paydo bo'lishiga olib keldi, ayniqsa adsorbentning yuqori bosimlari mintaqasida. O'rganilayotgan tizim uchun adsorbsion tizimning termodinamik funktsiyalariga asosan gaz fazasining nomukammalligi ta'sir qiladi. Adsorbsion tizim parametrlarining ushbu diapazonida adsorbentning inertsiyasizligi uchun tuzatish 2,5% dan oshmaydi.

O‘zbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasi Umumiy va noorganik kimyo institutida Mo‘minov S.Z. U oʻz ishida mineralning almashinadigan kationlarini poligidroksialyuminiy kationlari bilan almashtirganda montmorillonitning sirt xossalari va gʻovak tuzilishidagi oʻzgarishlarni oʻrgangan. Dastlabki termal vakuum poligidroksialyuminiy montmorillonitning metil spirtiga nisbatan adsorbsion xususiyatlariga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Keng harorat oralig'ida o'lchangan suvsizlangan natriy va modifikatsiyalangan montmorillonitlardagi CH3 adsorbsion izosterlari qatoriga ko'ra, adsorbsiya issiqligining adsorbsiyalangan modda miqdoriga bog'liqligi aniqlandi.

N.S. Kazbanov, A.V. Matveeva va O.K. Krasilnikova 5 - 250 mmol / l konsentratsiya oralig'ida 293, 313 va 343K haroratlarda FAS, PAH va uglerodli nam kabi faol uglerodlar bilan suvli eritmalardan fenolning adsorbsiyasini o'rganishni o'tkazdi. Furfural asosidagi polimerlarni karbonlashtirish yo'li bilan tor gözenek hajmi taqsimoti bilan tavsiflangan ketma-ket faollashtirilgan uglerod FAS namunalari seriyasi olingan. PAH mikro gözenekli polimer faollashtirilgan ugleroddir. Uglerod namati gidratlangan tsellyuloza tolalariga asoslangan tolali materialdir. Adsorbentlarning g'ovak strukturasi parametrlari 77 K (ASAP-2020, Micromeritics, AQSH) da azot bug'ining adsorbsion izotermlaridan aniqlangan. Eritmalarning adsorbsiyasi termostatda ampula usulida o'rganildi. Tanlangan namunalar spektrofotometriya yordamida tahlil qilindi. Suyuq fazali adsorbsiyaning olingan izotermlarini tahlil qilish Dubinin-Radushkevich (DR) tenglamasi bo'yicha mikroporlarni hajmli to'ldirish nazariyasi (TOZM) yordamida amalga oshirildi.

Suyuq eritmalardan sorbsiyaga haroratning ta'siri noaniq. Bir tomondan, mikrog'ovak adsorbentlar uchun molekulalarning kattaligi bo'yicha ushbu molekulalar bilan taqqoslanadigan teshiklarga kirib borishi kinetik energiyaga bog'liq va shunga mos ravishda harorat bilan ortadi. Boshqa tomondan, jismoniy adsorbsiya ekzotermik jarayon bo'lib, harorat bilan adsorbsiya kamayadi. Har bir tizim uchun ushbu omillarning nisbati adsorbsiyaning haroratga bog'liqligi kursini belgilaydi.

Adsorbent-fenol tizimining o'ziga xosligi shundaki, u adsorbsion izotermalarning haroratga teskari bog'liqligiga ega, chunki haroratning 293 dan 313 K gacha ko'tarilishi bilan adsorbsiyaning chegaraviy qiymati oshadi, bu ko'rinishidan molekulyar elak effekti bilan bog'liq: haroratning oshishi bilan fenol molekulalari uglerod materiallarining torroq teshiklariga kira oladi. Adsorbsiya asosan mikroporlarda sodir bo'ladi, chunki adsorbentlar oz miqdorda mezoporlarga ega. Mikrog'ovak kattaligi oshgani sayin, cheklovchi adsorbsiya qiymatlari sezilarli darajada oshib, PAH uchun 2,9 mmol / g, FAS uchun 8,5 mmol / g va kigiz uchun 12,7 mmol / g ga etadi. Hosil boʻlgan adsorbsion izotermalar koʻrsatkichi 2 ga teng boʻlgan DD tenglamasi bilan yaxshi tasvirlangan.