“Fizika” ta’lim yo’nalishi bo’yicha bakalavr darajasini olish uchun Xayrullayev Sardor Shayxiddin o’g’li Qattiq sorbentlarning klassifikasiy va ularning fizik-kimyoviy xossalarini o’rganish mavzusidagi

Og’irlik usuli
Uzun shisha idishda sezuvchan spiralsimon kvars toladi likopcha osilgan, u likopchada ma’lum miqdorda sorbent bor. Bu maxsus juda sezgir purjinali tarozdir. Likopchaga qo’shilgan og’irlikni hisoblovchi shkaladagi o’zgarishi mikroskop yordamida kolibrlangan kvars prujinaning uzayishi bilan aniqlanadi. Jo’mrak orqali aniq hajmli gazni chiqarib, manometrdan bosimni va moddaning hajmini prujina tarozi orqali aniqlanadi va shunday qilib adsorbtsion izotermasi tuziladi. Harorat ko’tarilganda gaz molekulalari ko’proq kinetik energiyaga ega Jo’mrak orqali aniq hajmli gazni chiqarib, manometrdan bosimni va moddaning hajmini prujina tarozi orqali aniqlanadi va shunday qilib adsorbtsion izotermasi tuziladi. Harorat ko’tarilganda gaz molekulalari ko’proq kinetik energiyaga ega bo’ladi va sorbent yuzasidan engilroq ajraladi, chunki yuza kuchlar ta’siri maydondan ajraladi.
Harorat adsorbtsiya kuchayadi. Adsorbtsiyaning tezligiga sorbent yuzasining tuzilishi ta’sir qiladi. Gaz malekulalariga sorbent yuzasi qanchalik yaqin bo’lsa, shimilish jarayoni shunchalik tez bo’ladi. Silliq yuzada, oyna, metall kristallarida adsorbtsiya tez boradi. G’ovakchalarda sortsion tezlik sekin vujudga keladi. Agar ikkita bir hil sorbtsion hajmli, lekin har hil g’ovakchalarga ega bo’lgan sorbentlar uchun shimilgan modda miqdori vaqtga bog’liqligini ko’rsatuvchi grafik tuzilsa, bunda katta g’ovakchalarga ega bo’lgan sorbentni sorbtsion tezligi ancha yuqoriligi va sorbtsion tenglik yuzaga kelishini ko’rish mumkin.
G’ovakchalarda sortsion tezlik sekin vujudga keladi. Agar ikkita bir hil sorbtsion hajmli, lekin har hil g’ovakchalarga ega bo’lgan sorbentlar uchun shimilgan modda miqdori vaqtga bog’liqligini ko’rsatuvchi grafik tuzilsa, bunda katta g’ovakchalarga ega bo’lgan sorbentni sorbtsion ko’rsatuvchi grafik tuzilsa, bunda katta g’ovakchalarga ega bo’lgan sorbentni sorbtsion tezligi ancha yuqoriligi va sorbtsion tenglik yuzaga kelishini ko’rish mumkin.
Xromatografik tajribalarda adsorbtsiyaning boshqa turlari – xemorsorbtsiya va kapillyar kondensatsiyasi ham kuzatiladi.
Adsorbtsiyada jumladan, gazga shimilgan eritmaga va agar suyuqlik bilan gaz reaktsiyaga kirishmasa bosimga bog’liq:
R=SCH
R – bosim,
S – gazni eritmada erigan kontsentratsiyasi
CH – bog’liqlik koeffitsenti.
Gazni suyuqlikka shimilgan kontsentratsiyasi eritma ustidagi bosimga to’g’ri proportsional. Agar sistemada bir necha gaz bo’lsa, ular o’zlarining aralashmadagi portsial bosimiga mos holda eriydi.
Gazlar har biri o’z hossalariga qarab eruvchanligi har-xil bo’ladi.
Masalan: o’zgarmas xil harorat va bosimda suvda 5% kislorod va 2% vodorod mavjud.
Agar S_s – gazni suyuqlikdagi kontsentratsiyasi bo’lsa, S_ch– gazni suyuqlik ustidagi kontsentratsiyasi bo’lsa, K – taqsimlanish koeffitsenti tengligi quyidagi formula bilan ifodalanadi.
K=S_s\S_ch
Kapillyar kondensatsiyasi sorbtsiyaning oxirgi jarayoni bo’lib, u quyidagi hollarda ro’y beradi.
a) sorbent g’ovaksimon bo’lganda.,
b) harorat ushbu gaz uchun kritik bo’lganda
v) suyuqlik kapillyar devorlarini qo’llaganda
Sorbtsiyalangan moddaning ko’p qismi kapillyar kondensatsiyaga sorflanadi. Shu sababli u gazlar aralashmasini ajralish va shimilish jarayoni texnologiyasida muhim omil hisoblanadi.
Sorbtsiya statika, kinetika va dinamikasiga ega. Statika sorbtsion jarayonning tenglik holatini tadbiz etadi yoki boshqacha qilib aytganda ma’lum bir harorat va bosimda sorbent hajmi yoki birligi tomonidan shimilgan modda miqdorini aniqlaydi. Bu holatda bu tenglikning oxirgi ahvoli bizni qiziqtiradi. Biz namunining adsorbtsion hajmi millimol\gamga, mg/g ga yoki mg\sm³ teng deymiz.
Sorbtsiya kinetikasi – sorbtsion jarayonning tezligini tadbiq etadi. Mazkur kinetik tadqiqotlar sorbentni tuzilishini aniqlaydi, uning xossalarini va gruppalarini sorbtsiyalanuvchi moddaga qanchalik yaqinligini ko’rsatadi. Sorbtsiya tezligi haroratga bog’liq. U qancha yuqori bo’lsa, sarflanayotgan modda molekulalari sorbent yuzasiga shunchalik tez uriladi, shimilish tezligi katta bo’ladi. Shunday qilib sorbtsiya tezligi diffuziya tezligiga bog’liq. Chunki sorbtsiya akti lahzada yuz beradi.
Diffuziyaning tezligi esa modda kontsentratsiyasining ichki yuzasiga tegib turgan qavati va tashqi eritmaga qaragan qavatidagi o’zgarishiga bog’liq. U qancha yuqori bo’lsa, sarflanayotgan modda molekulalari sorbent yuzasiga shunchalik tez uriladi, shimilish tezligi katta bo’ladi. Shunday qilib sorbtsiya tezligi diffuziya tezligiga bog’liq. Chunki sorbtsiya akti lahzada yuz beradi. Diffuziyaning tezligi esa modda kontsentratsiyasining ichki yuzasiga tegib turgan qavati va tashqi eritmaga qaragan qavatidagi o’zgarishiga bog’liq.
Shunday qilib sorbtsiya tezligi diffuziya tezligiga bog’liq. Chunki sorbtsiya akti lahzada yuz beradi. Diffuziyaning tezligi esa modda kontsentratsiyasining ichki yuzasiga tegib turgan qavati va tashqi eritmaga qaragan qavatidagi o’zgarishiga bog’liq.

Bu holat matematik ifodasi quyidagicha bo’ladi: