Moylar va maxsus suyuqliklar texnologiyasi

TEXNIK QISM

Adsorbtsiya xodisasi xam xuddi suyuqlikning bug’lanishi, moddaning suvda erish kabi uaytar jarayondir. Bu yerda bir – biriga qarama – qarshi ikki jarayon bo’ladi: biri moddaning yutilishi bo’lsa, ikkinchisi yutilgan moddaning adsorbent sirtidan chiqib ketishi (ya’ni desorbtsiya) dir.

Xar qanday uaytar jarayondagi kabi, bu yerda xam yutilish jarayoni avval tez boradi, so’ngra yutilish va ajralib chiuish jarayonlarining tezliklari baravarlashib, sistema adsorbtsion muvozanat xolatiga keladi. Odatda, adsorbtsion muvozanat juda tez (sekundlar va baozan minutlar davomida) qarorr topadi. Masalan, pista ko’mir sirtida SO₂ ning adsorbilanishi muvozanati 20 sekunddan keyin, O₂ yutilganida 2,5 soatdan sung qarorr topadi. Agar adsorbtsion muvozanat uzoq vaqt davomida qarorr topmasa, adsorbtsiya boshqa xil jarayonlar bilan murakkablashgan deyish mumkin.
Adsorbtsion muvozanat xam dinamik muvozanatdir. Adsorbtsion muvozanat xolati temperatura o’zgarganda o’zgaradi. Adsorbtsiya jarayoni issiqlik chiqarish bilan boradi. Adsorbtsion vaqtida ajralib chiqadigan issiqlik adsorbtsiya issiqligi deyiladi. Adsorbtsion muvozanatning siljishi xam Le – Shatelpe printsipiga buysunganligi uchun temperatura kutarilganida muvozanat modda kam yutiladigan tomonga qarab siljiydi.
Desorbtsiya jarayoni, aksincha, issiqlik yutilishi bilan boradi. Shu sababli, temperaturani oshirish oruali adsorbentga yutilgan moddani ko’prou uaytadan chiqarish mumkin. Agar adsorbent bilan adsorbtiv o’rtasida ximiyaviy reaktsiya sodir bo’lsa, (xemosorbtsiya) adsorbtsion muvozanat qarorr topmaydi; bu xolda adsorbtsiya uaytmas jarayon xarakteriga ega bo’ladi.


Adsorbtsiya issiqligi va entropiyasi
Fizikaviy adsorbtsiyada xam, xemosorbtsiyada xam issiqlik effekti kuzatiladi, ya’ni issiqlik chiqadi. Xemosorbtsiyada ajralib chiqadigan issiqlik miqdori ximiyaviy reaktsiyalarning issiqlik effektiga yaqin keladi. Fizikaviy
adsorbtsiyada ajralib chiuuan issiqlik kalorimetrlar yordamida ulchanadi, lekin bunda olingan natijalar tarkibiy bo’ladi, chunki adsorbtsiya va demak, issiqlik chiuishi vaqtiga chuziladi. Adsorbtsiyaning integral issiqligi va differentsial issiqligi degani tushunchalar kiritilgan. Adsorbentga gaz yoki bug’ yutilganda chiuuan umumiy issiqlik miqdori adsorbtsiyaning integral deyiladi va ushbu formuladan topiladi:

^qинт
 Q / m

bunda: Q – ajralib chiuuan umumiy issiqlik miqdori (J), m-adsorbent massasi (g). adsorbentga ma’lum miqdorda modda yutilgandan keyin yana bir mol yutilganda ajralib chiuuan issiqlik adsorbtsiyaning differentsial issiqligi deyiladi, ya’ni adsorbtsiya issiqligi ayni gazning kondensatsiya issiqligidan ancha katta bo’ladi. Adsorbtsiya issiqligi bilan gaz bosimi orasida quyidagi bog’lanish bor:

lg  ^P2 
q ₍ l

• 
  ^l ) ёки
  

_{q } 2,303RT₁T_{2 lg} P₂

P₁ 2,303 R T₂ T₁ T₁T₂ P₁
bu yerda R₁ temperatura T₁ ga teng bo’lganida qarorr topgan adsorbtsion muvozanat xolatidagi gaz bosimi; R₂ – T₂ da qaror topgan adsorbtsion muvozanatdagi gaz bosimi; adsorbtsiya issiqligi: V – universal gaz konstantasi.
Adsorbtsiya issiqligini nixoyatda sezgir adiabatik va izometrik kalorimetrlar yordamida aniqlash mumkin. Adsorbtsiya vaqtida issiqlik juda kam miqdorda sust chiqadi. Shu sabali adsorbtsiya issiqligini aniqlashda bir qator eksperemental qiyinchiliklarni yengishga to’g’ri keladi.
Adsorblanish jarayoniga statistik mexanika metodlarini uullash natijasida konfiguratsion integral va konfiguratsion differentsial entropiyalar uchun quyidagi ifodalar olingan.
Integral entropiya:
S  k[^{1  o} ln(1  o)  ln o]
u _o

bu yerda O – sirtning moleuklalari bilan band bo’lgan qismi.

Bolptsman konstantasi: Differentsial entropiya:


S_D  k ln


o


1  o