“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

æ= =
olingan natijalar 4- rasmda keltirilgan maxsus qurilma yordamida 3% xatolikda CaCl₂ qattiq sorbentning elektr o’tkazuvchanlik koeffisiyenti aniqlandi. Ma’lumki,CaCl₂ sorbenti havoning namligini juda tez va ko’p miqdorda yutadi. φ- namlikning yutilishi bilan CaCl₂ sorbentining elektr o’tkazuvchanlik koeffisienti orta boradi. Elektr o’tkazuvchanlik koeffisientining namlikka bog’liqligini aniqlash maxsus qurilmasining umumiy ko’rinishi fotosuratda keltirilgan.
2.4.Tajribadan olingan natijalar.
4-rasmda keltirilgan qurilmaga asosan CaCl₂ qattiq sorbentning namlikka bog’liqligini va namlikni yutishning har xil qiymatlarida (φ) elektr o’tkazuvchanlik (æ) ning mos ravishda qiymatlari hisoblab topiladi.
Nisbiy namlik quyidagi formulaga asosan aniqlanadi.

φ=

bu yerda W₀ –CaCl₂ qattiq sorbentning namlikni yutgandan keyingi massasi, W –quruq CaCl₂ ning massasi. Tajribada o’lchab olingan natijalar quyidagi jadvalga keltirilgan.

N_	W=[kg]	W0=[kg]	J=[μA]	U=[B]	φ=%	æ
1	0,1	0,11	50	3	10	0,8
2	0,1	0,12	60	3	20	0,9
3	0,1	0,13	70	3,5	30	1
4	0,1	0,145	81	4	45	1,2
5	0,1	0,160	90	4	60	1,4

CaCl₂ qattiq sorbentning elektr o’tkazuvchanlik koeffisiyentini (æ) ning (φ) namlikka bog’lanish grafigi yuqoridagi jadvalg berilgan qiymatlarga asosan quyidagi grafik keltirilgan.

Grafikdan ko’rinadiki φ namlik ortgan sari CaCl₂ qattiq sorbentning elektr o’tkazuvchanlik koeffisiyentini (æ) ham oshib boradi.
Bu yerda x-yutilgan moddaning gramm hisobidagi massasi; m- adsorbentning gramm hisobiga olingan massasi. Har qanday adsorbent ma’lum (o’ziga xos) miqdordan ortiq moddani yuta olmaydi. Har qanday adsorbent ma’lum (o’ziga xos) miqdordan ortiq moddani yuta olmaydi. Moddaning sirt birligini (1m² ga) yutilishi mumkin bo’lgan eng ko’p miqdori maksimal solishtirma adsorbtsiya deyilib, Г∞ bilan belgilanadi.
Qattiq jismlarda bo’ladian adsorbtsiya hodisasini tekshirish natijasida qutblangan adsorbentlar qutblangan moddalar va ionlarni yaxshi adsorblanishi, qutblanmagan adsorbentlar esa qutblanmagan moddalarni yaxshi adsorblashi aniqlangan.
Agar qutblanmagan adsorbent sirtida COOH, NH₂ va shular kabi qutblangan gruppasi bo’lgan organik moddalar eritmalardan adsorblansa, bu molekulalarning qutblanmagan radikallari adsorbentga yo’nalgani holda molekulaning qutblangan gruppalari qutblangan suyuqlikka tomon yo’naladi. Agar yutiluvchi moddaga adsorbent tarkibidagi atom yoki atomlar gruppasi bo’lsa, u modda yaxshi adsorblanadi. Qutblangan va geterogen adsorbentlarning sirti suvni yaxshi, lekin benzolni (qutblanmagan) yomon adsorblaydi, bular gidrofil adsorbentlar deyiladi. Elektrodlar yuzi va ular orasidagi masofa o’lchab olinadi Aksincha, adsorbent suvni yomon, lekin benzolni yaxshi adsorblagan bo’lsa, u gidrofob (ya’ni mafob) adsorbent deyiladi. Masalan: ko’mir gidrofob adsorbentlarning tipik vakili, silikachel, CaCl₂, S₂Cl₂ lar esa gidrofil adsorbentlarning vakilidir.
Adsorblash maqsadlari uchun aktivlangan ko’mir juda ko’p ishlatiladi. Aktivlangan ko’mir juda ko’p ishlatiladi. Aktivlangan ko’mir g’ovak modda bo’lib, asosan, ugleroddan iborat. Turli organik moddalarning havo kirmaydigan joyda qizdirilishidan hosil bo’lgan ko’mirda har xil smolalar bo’lib, ular ko’mirning teshiklarini bekitib qo’yadi.
Bu smolalarni yo’qotib, ko’mirning g’ovakligni oshirish maqsadida ko’mir maxsus ishlanadi, ya’ni aktivlashtiriladi. Ko’mir qanday sharoitda aktivlanganiga qarab, yo kislatalarni, yoki asoslarni ko’proq adsorblaydi. Masalan 900⁰ C ga aktivlangan toza ko’mir kislotalarni adsorblaydi; 400⁰-450⁰ C ga aktivlangan ko’mir asoslari yaxshi adsorblab, kislotalarni yaxshi adsorblaydi.
Masalan 900⁰ C ga aktivlangan toza ko’mir kislotalarni adsorblaydi; 400⁰-450⁰ C ga aktivlangan ko’mir asoslari yaxshi adsorblab, kislotalarni yaxshi adsorblaydi. N.A. Shilov aktivlangan ko’mir o’z sirtida kislota yoki asoslarni adsorblash sababini ko’mirga ishlov berilayotganda uning sirtida birikmalar, ya’ni asos yoki kislota xarakteriga ega bo’lgan oksidlar hosil bo’lishidandir, deb tushuntirdi.
A.N.Frumkin fikricha, aktivlangan ko’mirga xuddi gaz elektrod xossasi kabi xossa bor: Masalan – kislorod ishtirokida aktivlangan ko’mir xuddi kislorod elektrod vazifasini o’tab, suv ishtirokida o’z sirtiga OH ionlarni ajratib chiqaradi. Bunday ko’mir faqat kislotalarni adsorblab, asoslarni adsorblamaydi. Lekin vodorod ishtirokida aktivlangan ko’mir xuddi vodorod elektrod xossalariga ega bo’ladi. Shuning uchun o’z sirtiga eritmadan H+ ionlarni ajratib chiqaradi va faqat asoslarni adsorblaydi.
Adsorbsiya bilan bog’liq ishlarda ko’mirdan tashqari, boshqa bir adsorbent silikagel ham ko’p ishlatiladi. Silikagel silikat kislotaning suvsizlantirilgan gelidir. Silikagel kislata xarakteriga ega bo’lgan adsorbentlar qatoriga kiradi, u asosan asoslarni adsorblaydi. Eritmalarda bo’ladigan adsorbsiya vaqtida, erigan modda bilan bir qatorda, erituvchi sifatida suv olinsa, adsorbent sifatida ko’mir ishlatiladi, aksincha, suvsiz eritmalar uchun adsorbent sifatida silikagel (gidrofil) ishlatiladi.
Adsorbtsiya jarayoni ximiyaviy texnalogiyaga katta rol o’ynaydi masalan, gaz aralashmalarini ajratib tozalashda aktiv ko’mir, silikagel, kalloid moddalar kabi adsorbentlar ishlatiladi. Adsorbiyadan koks gazlaridan benzol olishda foydalaniladi. Buning uchun aktiv ko’mir bilan to’latilgan adsorberga adsorbent to’yinguncha gaz aralashmasi yuboriladi. So’ngra adsorberga 100⁰ C li suv bug’I beriladi, suv bug’I ko’mirga yutilgan benzolni siqib chiqaradi. Natijada benzol va suvdan iborat sistema hosil bo’ladi: benzol suvga erimasligi uchun endi benzolni ajratib olish qiyin bo’lmaydi.
Gazlar aralashmasini ajratishda ketme-ket desorbsiya o’tkaziladi. Avval past temperaturada gazlar aralashmasi adsorbentga yutiladi. Keyin asta sekin qizdirilganda gazlar o’zining qaynash temperaturasiga muvofiq adsorbentdan chiqa boshlaydi. Shu tariqa geliy va boshqa inert gazlar olinadi.
Qo’sh elektr qavatning hosil bo’lishi haqida 3 xil mexanizm taklif qilingan. Ulardan birinchisi ion yoki elektron tarzidagi zaryadning bir fazadan ikkinchi fazaga o’tishidan iborat.
Masalan, gaz faza bilan chegaralanib turgan metall o’z ionlarini gaz fazaga bera oladi. Bu jarayon vaqtida bajarilgan ishning kattaligi metalldan elektronni chiqarib yuborish uchun kerakli ish qiymati bilan o’lchanadi. Metalldan elektronning chiqib ketishi intensivligi temperatura ortgan sari orta boradi; bu hodisa fizika kursida termoelektron emissiya deb ataladi. Uning oqibatida metall musbat zaryadga, gaz faza manfiy zaryadga ega bo’lib qoladi.
Chegara sirtda hosil bo’lgan elektr potensial elektronlarning metalldan yanada chiqib ketishiga qarshilik ko’rsatadi va sistemada muvozanat qaror topadi. Gaz fazada metall sirtidagi musbat zaryadga teng manfiy zaryad paydo bo’ladi; binobarin, qo’sh elektr qavat hosil bo’ladi.
Bir xil zaryadli ionning bir fazadan ikkinchi fazaga ko’proq o’tishi natijasida qo’sh elektr qavat hosil bo’lishi uchun suvda kam eriydigan kumush yodid cho’kmasi bilan suv orasidagi sirt, qavat misol bo’la oladi. Kumush ionlari yod ionlariga qaraganda ko’proq gidratlanishi tufayli kumush ionlari suv fazaga nisbattan ko’proq o’tadi. Shuning uchun kumush yodid sirtiga manfiy zaryadli yod ionlari ko’proq adsorblanib qoladi. Ana shu manfiy ionlar chegara qavatda musbat zaryadli kumush ionlarini o’ziga tortib neytrallanib turadi. Endi suvga kumush neytral (ya’ni suvga yaxshi eriydigan kumush tuzi) qo’shsak, kumush ionlarining elektroximiyaviy potensiali ortib ketadi. Shuning natijasida kumush yodid sirtidan yod ionlar eritmaga ko’proq o’ta boshlaydi.
Cho’kma sirti musbar zaryadli bo’lib qoladi, yod ionlar esa qarshi ionlar vazifasini o’tay boshlaydi: ba’zan bu hodisa avtoadsorbtsiya deyiladi, chunki bunday chegara sirtga o’sha sirt moddasi tarkibidagi element ioni ko’proq adsorbtsiyalanadi. Bunga asoslanib Fayans va Panet chegara sirt zaryadini aniqlash uchun quyidagi qoidani ta’riflaydilar: biror eritmaga biror faza tushirilsa, eritmadan o’sha faza moddasi tarkibiga kirgan element ionlari birinchi navbatda adsorbilanadi.
Binobarin, eritmaga tushirilgan faza chegarasining zaryadi o’sha ionlarning zaryadi ishorasi bilan bir xil bo’lib qoladi. Qo’sh elektr qavat hosil bo’lishining ikkinchi mexanizmi qattiq faza tarkibiga kirmaydigan ionlarning fazalararo sirtga tanlanib adsorbilanishidan iborat. Bu holda sistemaga aralashib qolgan qo’shimcha moddalar tarkibidagi ionlar adsorblanadi.
Masalan metall- suv sistemasiga Na Cl eritmasi qo’shilsa, metall sirtiga xlorid ionlar tanlab adsorbilanadi. Metall sirtida ortiqcha manfiy zaryad (xlorid ionlar qavati) va eritmaning metall sirtiga yaqin qismida natriy ionlaridan iborat sistemaga ionogen sirt-aktiv modda qo’shsak, bu modda molekulasining organik qismi metall sirtiga adsorblanib, molekula tarkibidagi ikkinchi ion suv fazaga qarshi ion vazifasini o’tay boshlaydi. Sirt aktiv modda o’zaro aralashmaydigan ikki suyuq fazalar sirtiga (masalan, benzol- suv sirtiga) ham adsorbllanishi mumkin.
Sirt aktiv modda o’zaro aralashmaydigan ikki suyuq fazalar sirtiga (masalan, benzol- suv sirtiga) ham adsorbllanishi mumkin. Metall sirtida ortiqcha manfiy zaryad (xlorid ionlar qavati) va eritmaning metall sirtiga yaqin qismida natriy ionlaridan iborat sistemaga ionogen sirt-aktiv modda qo’shsak, bu modda molekulasining organik qismi metall sirtiga adsorblanib, molekula tarkibidagi ikkinchi ion suv fazaga qarshi ion vazifasini o’tay boshlaydi. Sirt aktiv modda o’zaro aralashmaydigan ikki suyuq fazalar sirtiga (masalan, benzol- suv sirtiga) ham adsorbllanishi mumkin. Sirt aktiv modda o’zaro aralashmaydigan ikki suyuq fazalar sirtiga (masalan, benzol- suv sirtiga) ham adsorbllanishi mumkin.
Bu holda sirt-aktiv moddaning qutbli qismi suv-faza sirtida ma’lum ishorali elektr qavat hosil qiladi: sirt-akyiv moddaning qutbsiz qismi sirtning zaryadlanishni ta’minlaydi.
Qo’sh elektr qavat hosil bo’lishning 3-mexanizmini qarab chiqamiz. Faraz qilaylik, ikki fazadan iborat sistemaga ionlarga ajratmaydigan modda qo’shilgan bo’lib, u fazalar chegarasiga adsorblana olmasin.
Bunday hollarda fazalarni tashkil etgan moddalar tarkibidagi qutbli molekulalar o’z vaziyatini biror faza tomon o’zgartirib, chegara sirtga musbat yoki manfiy ishorali zaryad beradi. Ayni faza zaryadning ishorasi quyida keltirilgan Kyon qoidasiga muvofiq aniqlana oladi: bir-biriga tegib turgan ikki fazadan qaysi birining dielektrik sindiruvchanligi katta bo’lsa, o’sha faza musbat zaryadlanadi.
Suvning dielektrik konstantasi (sindiruvchanligi) nihoyatda katta (E=81) binobarin, suv va qattiq jismdan iborat sistemada hosil bo’ladigan qo’sh elektr qavatda suvga tushirilgan qattiq modda sirti ko’pincha manfiy zaryadga, suv sirti esa musbat zaryadga ega bo’ladi.