Adsorbtsiya va uning mohiyati

Sorbtsiya, adsorbtsiya, absorbtsiya, xemosorbtsiya tushunchalari. Qattiq jism sirtidagi adsorbtsiya. Adsorbtsion tenglamalar.
Reja:

1. 
   KIRISH
   

1. 
   Adsorbtsiya va uning mohiyati.
   

2. 
   Asosiy qism
   

1. 
   Adsorbtsiya muvozanat.
   
2. 
   Qattiq jism sirtidagi adsorbtsiya.
   
3. 
   Xemosorbtsiya tushunchasi.
   
4. 
   Adsorbtsion tenglamalar
   

3. 
   XULOSA
   
4. 
   Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati.
   

1. 
   Kirish.
   

Umuman olganda, fizik kimyo o’z harakteri bilan nazariy fan bo’lib, kimyoviy jarayonlarning umumiylashgan qonunlarini, ular orasida ichki boqlanishlar, ularning mohiyatini ochib beruvchi fandir. Agar noorganik kimyo qonunlari- noorganik moddalarga, organik kimyo qonunlari organik moddalarga tegishli bo’lsa, fizik kimyo qonunlari hammasi uchun birdek tegishlidir.
Hozirgi kunda fizik kimyo fani fizika fanining ko’pgina usullarida foydalansa ham o’zining tajriba tadqiqot usullariga ega bo’lgan va ko’pgina amaliy kimyo-texnologiya fanlarining nazariy asosi bo’lib xizmat qiluvchi fandir.
Misol tariqasida kimyo yoki oziq-ovqat texnologiyasi sohalarida, aynan shu erda boruvchi (noorganik moddalar, chinni, plastik, sut mahsulotlari olinishi va x.k.) jarayonlarni fizik kimyoviy o’rganish bularni amaliy texnologiyasining nazariy asosini tashqil etishini ko’rsatish mumkin.
Fizik kimyo fani kvant kimyosi, termodinamika va kimyoviy kinetika usullaridan foydalanadi.
Kvant kimyosi usuli. Asosan, moddalar tuzilishini o’rganishda qo’llaniladi.
Termodinamika usuli. Bu usul umumiy termodinamikaning 3 qonunini kimyoviy jarayonlarga qo’llashga asoslangan. Bu usul yordamida kimyoviy jarayonlar ko’pgina tomonlarini ( issiqlik chiqishi, yutilishi miqdorini aniqlash, jarayonni borish-bormasligini oldindan aytib berish, muvozanat shartlarini aniqlash kabi) oydinlashtirish mumkin. Bu usulda sistemaning (moddaning) tuzilishini bilish shart emas; shunga kura, bu usul vositasida jarayoning mohiyati ochilmaydi, bu esa bu usulning kamchiligidir.
Kimyoviy kinetika usullari yordamida jarayonlarning mohiyati oydinlashtirildi. Bu usullarning eksperimental va nazariy turlari oxirgi vaqtlarda juda kengayib bormoqda.
Fizik kimyoning asosiy bo’limlari;
1) Modda tuzilishi. Bu bo’limda modda (molekula) tuzilishi kvant-mexanika nazariyasi asosida tushuntiriladi. Molekulalarining hosil bo’lishidagi boqlar, ularning mohiyati, bir-biridan farqlari haqida so’z yuritiladi. Molekulalarni tadqiq qilish usullari yoritiladi.
2) Kimyoviy termodinamika. Yuqorida aytilgandek, bu bo’limda umumiy termodinamikaning 3 posto’lati (qonuni) ni kimyoviy jaryonlarga tadbiqi o’rganiladi. Bu erda kimyoviy jarayonlarda yutiladigan-chiqadigan issiqlik miqdorini, uni temperaturaga qarab o’zgarishini aniqlash; jarayonlarini borish-bormasligini, yo’nalishini va muvozanat shartlarini aniqlash kabi masalalar ko’riladi.

3) Kimyoviy muvozanat. Bu bo’limda kimyoviy reakstiyalarning muvozanat holatlari, ularga ta’sir qiluvchi omillar ko’rib o’tiladi.
4) Eritmalar (noelektrolit eritmalar) bo’limida suyuq eritmalar xossalari, eruvchanlik muammolari haqida so’z yuritamiz.
5) Fazolararo muvozanat. Bu bo’limda ko’p fazali sistemalardagi muvozanatga ta’sir qiluvchi omillar va bunday sistemalarni o’rganishdagi fizik kimyo usullari yoritiladi.
6) Elektrokimyo. Bu bo’limni o’zi 2 qismdan iborat deb qarash mumkin. Birinchi qismda elektrolit eritmalar, ularning xossalari, ionlar aro muvozanatlar va bu eritmalarning elektr o’tkazuvchanligi va unga ta’sir qiluvchi omillar o’rganilsa; ikkinchi qismda elektro kimyoviy jarayonlar-elektrod potenstiallar turlari, vujudga kelishi, galvanik elementlar, ularning turlari haqida gap yuritamiz. Elektroliz va uning borish qonunlari ham shu bo’limda aytiladi.
7) Kimyoviy kinetika va kataliz bo’limida turli kimyoviy reakstiyalar tezliklari, bularga tasir qiluvchi omillar, kimyoviy reakstiya borish mexanizmlari haqida; katalitik jarayonlar, ularning turlari ta’sir qiluvchi omillar, borish mexanizmlari (nazariyalar) haqida so’z yuritiladi.
Yuqoridagi bo’lish nisbiy harakterga ega bo’lib, bazi bir adabiyotlarda bularni yoki ko’proq yoki kamroq bo’limlarga bo’lingan bo’lishi mumkin.
Yuqoridagi aytilganlarga yakun qilib shuni aytish mumkinki hozirgi kunda fizik kimyo fani o’zining keng eksperimental va nazariy usulariga ega bo’lgan va kimyo fani va amaliyoti oldida turgan ko’pgina muammolarni hal qilishda asosiy rol o’ynaydigan fandir.
Fizik kimyo faning oxirgi 30 yil ichidagi yutuqlarini quyidagi Nobel mukofati laureatlari ro’yxatidan ham ko’rish mumkin. Kisqa impulsli energiya yordamida muvozanatni siljitish orqali o’ta tezkor kimyoviy reakstiyalarni tadqiq qilish (M.Eygen va R.Norrin 1967), qaytmas jarayonlar tatqiqotlari (L. Onsager 1968 yil). Mikromolekulalar fizik kimyosi sohasida eksperimental va nazariy izlanishlar (P.Florn 1970 y). Borrovodorolar strukturalarini o’rganish (U.Lipiskob 1976 y), qaytmas jarayonlar termodinamikasiga xossasi uchun (I.Prikojin1977), biologik energiyaning kuchishining molekulyar asoslarini tadqiqoti uchun (P.Mitchell 1978 y), kimyoviy reakstiyalar mexanizmlari nazariyalarini rivojlantirgani uchun (K.Fukin, Ryu Xofmon 1981 y), Elektron tashish bilan boradigan reakstiyalar mexanizmlari haqidagi ishlari uchun (G.Taube 1983), mukofotlanganligi fizik kimyoning ahamiyatini yanada namoyon qiladi.

1. 
   Adsorbtsiya va uning mohiyati.
   

Suyuqliklarning qattiq jismga adsorbtsiyalangan modda massasini o’lchash uchun adsorbent tarozida tajribadan avval va keyin bevosita tortiladi, so’ngra adsorbtsiya xisoblab topiladi. Yutgilish jarayoni avval tez boradi, so’ngra yutilish va ajralib chiqish (desorbtsiya) jarayonining tezliklari baravarlashib, sistema adsorbtsion muvozanat xolatiga keladi.
Agar adsorbtsion muvozanat uzoq vaqt davomida qaror topmasa, adsorbtsiya boshqa xil jarayonlar bilan murakkablashgan deyish mumkin.
Odatda, ionlarning adsorbtsiyalanishi oddiy molekulyar adsorbtsiyadan keskin farq qiladi. Ionlarni adsorbtsiyalash uchun adsorbent yuzasidagi adsorbtsion markazlar musbat yoki manfiy ishorali zaryadga ega bo’lishi kerak. Tabiiyki, geteropolyar bog’ tarkibiga kirgan ionning elektrolit kuchiga qarab, ba’zi adsorbent yuzasida (-) zaryad kuchlirok, boshqa bir adsorbentda () zaryad kuchli ifodalangan bo’ladi, shunga ko’ra elektrolit eritmasidan adsorbent kationlarni, yoki anionlarni adsorbtsiyalaydi. Eritmada qolgan qarama-qarshi ishorali ionlar adsorbent yuzasida yutilgan ionlar yakiniga tortilib adsorbent - eritma chegara sirtida qo’sh elektr qavat xosil qiladi. Ushbu elektr qavat adsorbtsiyalangan ionli adsorbent yuzasidan eritmaga qayta desorbtsiyalanib chiqilishiga yo’l qo’ymaydi. Shuning uchun temperatura ko’tarilishi bilan ionlar adsorbtsiyasi ko’pincha ortadi.
Adsorbtsiya o’z mexanizmiga qarab, ionlarning yutilishi, tanlanishi va ion almashinishi adsorbtsiyalariga bo’linadi.
qattiq adsorbent yuzasi ionlarning tanlanib adsorbtsiyalanishi xaqida Peskov va Fayanslar o’zlarining 2ta qoidasini kashf etishgan. Peskov-Fayansning 1- qoidasiga ko’ra, eritmadan adsorbent yuzasiga, avvalo shu adsorbentning tarkibida bo’lgan, uning kristallik panjarasini to’ldiradigan ionlar adsorbtsiyalanadi. (19-rasm). Masalan, KI eritmasidan AgI kristallari yuzasiga birinchi bo’lib yod ionlari AgNO₃ eritmasidan esa, kumush ionlari adsorbtsiyalanadi.