1. Ion adsorbsiyasi. Adsorbsiyaning tanlanuvchanligi

MAVZU : Ionlar adsorbsiyasi va unga Ionlar tabiatining ta'siri.Gofmeyster qatori (liotrop qatori).Almashinish adsorbsiyasi uning tuproqshunoslikda ,biologiyada, texnikadagi ahamiyati.Adsorbsiya tezligi.
REJA :
1.Ion adsorbsiyasi. Adsorbsiyaning tanlanuvchanligi
2.Almashinuv adsorbsiyasi.
3.Adsorbsiya tezligi.Gofmeystr qatori.

1.Adsorbsiya – qattiq yoki suyuq moddalar (adsorbentlar) sirtiga suyuq yoki gaz holidagi modda (adsorbat)larning konsentrlanishi (yutilishi). Adsorbsiya adsorbent sirtidagi molekulalararo kuch ta’sirida sodir boʻladi. Adsor-bat molekulalari adsorbent sirtiga yaqinlashib, unga tortiladi va adsorbatning bir (mono-), ikki (bi-) va hokazo koʻp (poli-) molekulali adsorbsion qavati hosil boʻladi. Adsorbatning adsorbsion qavatdagi konsentratsiyasi ma’lum dara-jaga yetganidan keyin desorbsiya boshla-nadi. Yutilgan modda adsorbsion qavatda oʻz xususiyatini saqlab qolsa, fizik Adsorbsiya, oʻzgarsa, ya’ni adsorbent bilan kimyoviy bi-riksa, kimyoviy adsorbsiya deyiladi. Fizik adsorbsiya temperatura, bosim, konsentratsiyaga, adsorbent va adsorbatning tabiatiga, shuningdek, adsorbent tuzilishiga ham bogʻliq. Adsorbsiya hodisasi tabiatda keng tarqalgan. Yerga solingan oʻgʻit, avvalo tuproqqa adsorbsiya lanadi. Oʻsimlik tuproqdagi ozuqani ildizi orqali adsorbsiya jarayoni asosida oʻzlashtiradi. Adsorbsiya. gaz va suyuq aralash-malarni ajratish-da (qarang Xromatografiya), biologik jarayon-da, havoni iflos gazlardan tozalashda, eritmalarni har xil qoʻshilmalardan holi qilishda, ulardan erigan moddalarni ajratib olishda adsorbsiya dan keng foydalaniladi.

Adsorbsiya nafaqat adsorbentning balki, yutilayotgan moddaning ham tabiatiga bog'liq. Agar eriunada bitta emas. bir nechta ionlar bo'lsa. adsorbentga ularning adsorbsion xususiyaliga mos ravishda ionlar adsorbilanadi. Ammo avval adsorbentga biror ion adsorbsiyalangan bo'lsa, keyin yana eritmaga boshqa xildagi ionlar qo'shilsa. birinchi. (avval adsorbsiyalangan) ionga nisbatan keyingisi yaxshi adsorbilanadigan bo'lsa, ana shu ion birinchisini siqib chiqaradi. Masalan. og'ir metallarning kationlari, shunday zaryadli yengil met allarning ionlariga nisbalan yaxshi adsorbilanadi. Adsorbentlar qutbli va qulbsiz bo•ladi.
Qutbli adsorlxnllar tarkibida ion bog 'larning ulushi ko•proq (masalan. alyumosilik atlarda) bo ' ladi. Tan lan gan adsorbsi yaga suvli eritmalardan elek (rolillarning ionli adsorbsiya misol bo•ła oladi. Bu vaqtda almashinish adsorbsiyasi sodir bo•lislli mumkin, Almashinish adsorbsiyasini nanłoyon qiluvchi lipik adsorbenllarga misol sifatida labiiy silikatlar (nalriy va kalsiyning su vli alyumosilikatlari) —seolillar va shun day larkibga ega bo'lgan sun•iy permutitlarni keltirish murnkin. Bu ionillar erilłnaga ekvivalent tniqdorda natriy ionlarini chiqarib, kalsiy va magniy ionlarini yutadi. Set)lillarning bu xossasidan suvning qa[tiqligini karnaytirighda foydalaniladi. Spelsilik va seleklivlik kerakli ionni eritmadan ajratib olish uchun juda muhim xossa hisoblanadi. Ammo. moddaning selektivligi qancha yuqori bo'lsa. uni adsorbentdan desorbsiyalash ya 'ni chiqarib olish shuncha qiyinchilik tug 'diradi. Moddalanłing adsorbsiyalanuvchanligi erituvchining tabiatiga ham bog'liq. Erituvchilar quyidagi shartlarni bajarishi kerak:
Entuvchi tahlil qilinayot gan aralashmadagi barcha komponentlarni yaxshi entishi kerak:
Entuvehi tanlangan adsorbentga Illini:nal adsorbsiyalanishi kerak:

• 
  Entuvchi tahlil qilinayotgan nłoddalar bilan ham. adsorbent bilan ham kimyoviy reaksiyaga kirishmasligi kerak_
  

Analitik kimyoda Troppening elyutrop qatori deb ataluvchi ya'ni. qutbli adsorbentlar bilan erituvchilaming desorbsiyalovchi xossasi kanłayib bori shini ko'rsatuvchi qator katta qiziqish uyg•otmoqda:
Erituvchilarning elyutrop qatori

Erituvchi	Dielektrik doimiylik.	Erituvchi	Di elektrik doimiylik
Suv	81,0	Di oksan
Metil spirt	312	Xloroform
Etil spirt	25,8	Metilen xlorid
n-propil spirt	22,8	Benzol
Aseton	215	Toluol	2,3
Dixloretan	1 0,4	Trixloreli len
Etilasetat		Uglerod tetraxlorid	2,2
Amilatsetat		Sik logeksan	2,0
Etil efir		PeLroley efiri	1,9

inobatga olrnaganda eriluvchilał'lling degorbsiyalovchi xususiyati ulaming dielektrik doimiysiga bog'liq ekan.
Ion adsorbsiyasi kuchli elek lrt)lillar eritnłal aridan ionlarning adsorbsiyal anishi bo'lib bunda erigan modda ionlar ko 'rinishida adsorbilanadi.
lon adi0”hsi.vasining o ziga xos xususiyutlavi:

• 
  Zaryadlangan ionlar adsorbilanadi, molekulalar enłas;
  
• 
  Adsorbsiya faqat qutbli adsorbentlarda sodir bo 'ladi;
  
• 
  Adsorbsiya qo'sh elektr qavat hosil bo'lishi bilan sodir bo'ladi;
  
• 
  Adsorbsiya tanlab ta'sir etuvehan hisoblanadi. Bitta adgorbentga ham kation. ham anion bir xil adsorbil anmaydi:
  
• 
  [onli ads orbsiya uchun alnłastlinish adsorbsiyasi xos.
  

Ionlŕ adsorbsiyagg -sir etuvehi omillar,•
Adsorbentning kimyoviy tabiati. Adsorbentning qutbliligi qaneha yuqori bo'lsa. u suvli eritmalardan ionlami shuncha yaxshi adsorbilaydi. Faol markazda musbat zaryad bo• Isa anionlar. manfiy bo•lsa kationlar adsorbilanadi.
2. Ionlarning kimyoviy tabiati.
a) [onlar adsorbsiyasiga ion radiusi qiymałi kalła la•sir etadi_ Bir xil zaryadli ionlardan qaysisining ion radiusi katta bo•łsa. u shuneha y&xshi adsorhilanadi. Shunga mos ravishda ionlarning radiuslari ortgan Sari ulaming qutblanuvchanligi ortadi. Shu bilan birga ionlarning radiuslari 011ishi bilan ularning gidratlanishi kamayadi. bu ham adsorbsiyani yengi Ilashtiradi. Shularga bog'liq holda ionlarni adsorbilanish xususiyati orlib boradigan qałorga joylashlirish mumkin. Bu qator liotrop qator yoki Gofmeyster qalori deyiladi.

Li+
lonlarning gidrat qobiqlarining o ' Ichami

[onlarning effektiv radiuslari
[on eflektiv radiusining oshishi
Adsorbsion qobiliyatining oshishi

Adsorbsion xususiyati ortadi
b) Ionning zaryadi qancha katta qattiq jistn sirtidagi qarama-qarshi zaryadlangan ionlar bilan shuncha kuehli tortishadi va kuchli adsorbilanadi:

Adsorbsiya kuchayadi
Panet — Fayans qoidasi: Kristall sirtida kristall (yadro) tarkibiga kiruvchi yoki izomorf ionlar yaxshi adsorbilanadi. NWsalan.
nAgCl + + Cl-—• nAgCl
Q0sh elektr qavat

Mitsella (lotincha miła —ushoq, burda, zarra) - suyuq dispersion muhit bilan kolloid eritma dispers fazasining alt)hida zarrachasi.

Masala. Quyidagi bir xil hajnłli eritłnalar aralashtirilganda almashinish reaksiyasi natljasida kolloid eritma hosil bo•łgan:
A) 0,01 N va N HI; B) 0.01 N va 0.02 N HI
K2S04 yoki CaCl, lardan qaysi birining koagulyatsiyalash bo'sag•asi kichik bo'ladi ?
Yechish: Reaksiya tenglammsini yozamiz.
+ 2H1 = Pb12i + 2HN03
Masala shartiga ko•ra mo•ł miqdorda olingan. Reaksiya natijasida eritmada Pb² *, NO; ionlari qoladi. Qattiq zarracha Pb12 miLsena zolining yadrosini tashkil eładi. (J necha mol ekanligi noma'lum. shuning uchun m k(kffitsiyentini qo•yamiz. Shunday qilib, yadro —mPb12 ko'rinishida bo•ładi. Fayans qoidasiga ko'ra yadro sirtiga Pb² * ionlari adsorbilanadi. Qanchm,i ekan ligi noma' lum- shuning uchun n koeffitsiyenlini qo'yamiz. Demak, adsorbsion qavat nPb² * dan iborał. Adsorbsiya nałijasida yadro +2n zaryadga ega bo•ładi. Elektrostatik tort ishuv tufayli musbat zaryadlangan yadro bilan manfiy zaryadli ionlar (bizning misolimizda NO 3- ) tortishadi va qarama-qarshi ionlar qatlamini hosil qiladi. Ma'lumki, yadro zaryadi qarama-qarshi zaryadli ionlar bilan to•łiq kompensatsiya qilinmaydi. Shuning uchun 2(n-x) koemtsiyent qo'yamiz.
Demak, qarama-qarshi zaryadli ionlar qatlami Adsorbsion qavat
va qarama-qarshi zaryadli ionlarning zaryadlari yig'indisi granula zaryadini etadi:
(+2) • n+ 2 ' (n-x) = +2n = + 2x
Ionlar adsorbsion qavati zaryadining Oxirgi neylrallanishi diffuzion qavat ionlari hisobiga bo'ladi. Granulaning zaryadi + 2x, u holda lo•łiq neytrallanish bo'lishi uchun -2x zaryad kerak bo'ladi. Natijada diffuzion qavat bo'lishi ma'lum bo'ladi:

granula
Shulse-Gardi qoidasiga ko'ra:
l) Koagullovchi ionning zaryadi granulaning zaryadiga qaranła-qarshi bo ' lishi kerak
2) Ionning zaryadi qancha kalla bo•łsa. uning koagullash xususiyati shuncha yuqori bo'ladi.
l . Granula musbal zaryadli bo'lganligi uchun uni manfiy zaryadli ionlar SOŽ- yoki Cl- ionlari koagullash mumkin. Shulse-Gardining 2-qoidasiga ko•ra SOŽ- ionining zaryadi yuqori. Shuning uchun K,S04 ning koagulyatsiyalash bo'sag•asi kichik bo•ładi.

2. 
   Reaksiya natijasida berilgan konsenlralsiyali eritmalar aralash[irilganda eritmada H'. 1-. ionlari qoladi.
   

Yadro - mPb12: adsorbsion qaval — nr: qarama-qarshi zaryadli ionlar granulaning zaryadi n + -x
Diffuzion qavat x
Zol mitsellasining tormulasi:

Shulse-Gardi qoidasiga ko •ra. bu zolni musbat zaryad langan ionlar koagulyatsiyalaydi. ga nisbatan Ca- ning zaryadi kalla. Shuning uchun CaC12 ning koagulyatsiyalash bo'sag'asi kichik bo'ladi.
2.8.3.[on almmshinLsh adsorbsiymsi

Panet-Fayans qoidasiga bino•an. qattiq adsorbentlarga Shu adsorbent tarkibiga kiradigan yoki adsorbent bilan umunniy gutuhga ega bo•lgan izomorr ionlargina adsorbsiyalan•ädi.
Masalan. tanlangan adsorbsiyani quyidagi misolda ko 'rsutish Inu:nkin_:
+ 3NaOH

Agar shu sistemaga ortiqcha miqdorda NaOH yoki qo'shilsa tanlangan adsorbsiyaga Nat NOs- ionlari emas, faqat OH va Fe³ ' ionlari bo' lishi oqibatida adsorbenl va adsorballarning OH- va Fe -'4 ionlari orasidagi rmyillik holati kelib chiqadi.

Tanlangan adsorbsiya ionlarning zaryad soniga, radiusiga, gidrallanish darajasiga bog'liq bo• ladi. Ko'p valentli ionlar bir valentli ionlarga qaraganda kuchliroq adsorbsiyalanadi. Bir xil zaryadga ega bo'lgan ionlar o'lchamlan va gidratatsiyasi darajasiga qarab adsorbsiyaga moyilligi turlicha bo'ladi va liotrop qatorlardan joy oladi:
< Rbⁱ < < Na ^t < Li

Tanlangan adsorhsiya yordamida kerakli adsort*ntlarni tanlab olib. murakkab aralashmalardan kerakli mtkldalarni ajratib olish mumkin.
Har bir antitelo aniq hir begona (kłsil (antigen) bilan birikadigan immunli Ckłsillar (anlilelolar) tanlash qobiliyatiga egadir.
Buyrak va siydik yo•łlarida tosh hosil bo•lishi jarayoni ham tanlangan adsorbsiyaga asoslangan.
Ad sorbsiyalanayotgan modda miqdorining konsenlrasiya. harorat, bosim va boshqa ołnillarga bog'liqligini ko•rsaladigan egri Chiziq adsorbsiyalanish Izoleł•masi deyiladi yoki qisqacha izolerma deyiladi.
lon ulmushinish xususiyatiga ega bo'lgan sorbenrlur ionitlar deb ataladi.
Vlar quyidugi 3 furga ho 'linadi:
l. Kationitlar kislo[ali sorbenllardir. U larning funksional guruhlari karboksil. gidroksil va sulfoguruhlar bo'lib (masalan. silikagel, sellyuloza) ular adsorbenl bilan kation almashinish orqali ta 'sirlashadi.

2. 
   A”ionitlar-asosli adsorbentlar bo•łib. (masa lan.
   

funksional guruhlari adsorbent bilan anion (()H . Cl•. ) almashinish orqali ta•sirlashadi.

2. 
   Amfoler ionitlar — Larkibi jihaldan H^I SI), — R — ga (R organik polinłer) yaqin bo'lgan sorben[lar bo'lib. sorbat bilan ham kation (1-p hisobiga). ham anion (OH- hisobiga) almashinish orqali ta'sirlashadi.
   

Rasm. Almashinish adsorbsiyasi sxemasi
lon almashinish adsorbsiyasining o'ziga xos xususiyatlari:

• 
  O'ziga xos ligi ya•ni beri Igan (ayni) adsorbent faqalgina ma lum ionlarnigina almashishi mułnkin:
  

Qaytmas bo'lishi mumkin;

• 
  Molekulyar adsorbsi yaga nisbatan sekin boradi;
  
• 
  H^t yoki OH ionlari almashganida muhitning PH qiyma(i o•zgarishi
  

Eritmalar bilan ion almashinish xususiyatiga ega bo•łgan adsorbenllar ionitłar deyiladi
Odatda kation alnłashinuvchi smolalar fenolsulfokislotani formaldegid bilan kondensatsiyalash yo'li bilan olinadi. Tayyor kationitlar qora yoki to'q-qo'ng'ir
anilin va n-fenilendiaminlarning formaldegid bilan kondensatsiyalanishidan sintez qilinadi. [on almashinuvchi smolalar ishlatilishidan oldin qayta ishlanadi. Qayta ishlash quyidagicha amalga oshiriladi:

• 
  Kationitlarg•a distillagan suv quyiladi va bo•kishi uchun 1-2 sutka qoldiriladi.
  
• 
  So•ngra suv yo•qotiladi (ajralib olinadi), bo•kkan smolaga esa 2N xlorid kislota •yiladi kislota bilan birga I Sutka qoldiriladi-.
  
• 
  So•ngra kislola lo•kib yuboriladi va loki neylral muhil hosil bo•łguncha smola zarrachalari yuviladi (metiloranj sinanłasi). Bunday qayta ishkr,h natijasida H-shaklli kationit olinadi.
  

Anionitlar ham kationitlar kabi 1-2 sutka suvda bo"ktiriladi, keyin suv yo'qotilib. IN naliriy ishqori bilan I sutka qoldiriladi. So'ngra smola neytral muhil hosil bo•łguncha suv bilan yuviladi (fenolftalein sinamasi). Shunday qilib, OHshakl anionil hosil bo*ladi.
Kationitlarni regeneralsiya qilish uchun ular orqali 2N Klorid yoki sulfat kislota o•tkaziladi. Agar kationitga avval Ca-t ionlari adsorbilangan bo'lsa, regeneratsiya_ni quyidagicha ifodalash murnkin.
R2Ca + 2HCl 2R - H + CaCl,
Anionitlarni regeneratsiya qi lish uchun ularga IN ishqor entmasi bilan ishlov beriladi. Agar anionit avval łon larini yulgan bo' Isa, uning regeneratsiyasini quyidagicha tasvirlash mumkin:
RIS04+ 2NaOH 2ROH +
[on almashinLsh va tanlangan arLsorbsiyani biologik va tibbiy ahamiyati Odam organizmida turli toksinlar va boshqalar lo'qimalar va ILIJayralar orqali lanlab adsorbsiyalanadi. Masalan, qoqshol, botulizm va boshqa kasalliklarni qo'zg'atuvchi toksinlar avval() markaziy asab sistemasi hujayralarini shikasllanliradi, dizenteriya q o'zg'atuvchi toksinlar vegetativ asab sistemasłni zararlanliradi, Oshmali tilda ko'pincha teri. nłiya va qisman yurak tomirlari shikastlanib, og'ir oqibatlar kelib ehiqishiga sabab bo•ładi.
Ionitlar tibbiy maqsadlarda keng qo•llanadi. Masalan. chaqaloqlarning sun 'iy oziqlarini tayyorlashda, qon va li:nfalarni konservatsiya qilish jarayonlarida. Soť antibiotiklar olishda, me 'da-ichak yo•lidagi zaharli moddalar. toksinlami łozalashda keng qo'llanadi.
[rnmłn sistemasi faoliyatining iN).siy tizik.k_imyoviy mexaninni iLlsorbsiya Ŕrayoniga asosla_ngan. Immun oqsillari (antitelolar) juda katta tanlangan adsorbsiya qyrnatiga ega. Ular organizm uchun yot bo'lgan ma'lum tur oqsillarga (antigenlarga) adsorbsiyalanib. ulami aitib yuboradi. Elektron młkmskopik tekshirishlar shuni ko'rsatadiki. antitelol•x. masalan, ich terlarna bakteriyalari ustida bir xil złlsorsiyalanmasdan. «faol markazlar» bo'yicha adsorbsiyalanadi.
Buyrak va siydik yo'llarida tosh hosil bo'lishi jarayoni ham tanlangan iklsorbsiyaga Buyrak biosuyuqliklari larkibida Mg-', Ca-d , POS.• va CnOŽ- ionlarining konsentratsiyasi ortganda ulaming eruvchanlik ko'payłmalari kritik konsentratsiyasiga yełib kalsiy va magniy fosfat yoki oksalał łuzlari holida cho•kma hosil qiladi. Bu jarayon nałijasida łanlangan adsorbsiya hisobiga suvda erimaydigan tuzlarga moyilligi kalla bo'lgan ionlar adsorbsiyalanadi, nalijada qattiq faza yiriklashib buyrak va siydik yo'llarida qurn va losh hosil bo'ladi.
Tibbiyotda i*hlatiladigan adsorbsion terapiya» deb ataladigan ba'zi davolash usullari adsorbsiyaga asoslangandir. Mtłsalan, tne'da-ichak sisłemasiga tiShqi muhitdan tushgan zaharli moddalarni yoki iclłaklarga lurli organlardan ajralib ehiqqan zaharli gazlarni (meteorizm) karbolenga (faollangan ko'inir) adsorbsiyalantirish orqali chiqarib yuboriladi.
Tibbyotda turli xil moddalar bilan zaharlanganda qo'llanad igan iKlsorbentlar quyidagi jadvalda keltirilgan.