Ruza. Xromatografik sorbentlar, ularning xarakteristikasi. Sorbsiya prosessining nazariy asoslari

Qattiq sorbentlarga gazni suyuqlik tomonidan shimilish tezliklari ularni yuzasi ortishi bilan oshadi.

Absorsion gazning eruvchanligi harorat ko‘tarilishi bilan kamayadi. Genri qonuniga binoan adsorbsiyada gaz bosimi pasayishi bilan eruvchanlik kamayadi.

Adsorbsiyada past harorat va yuqori bosim qulay sharoit bo‘lib xizmat qiladi.

Xemosorbsiyada shimiluvchi modda va sorbent kimyoviy birikadi. Xemosorbsiya adsorbsiyadan holda qaytmas jarayondir. Xemosorbsiyada sorbentga shimiladigan moddaning konsentratsiyasidan qat’iy nazar, faqat kimyoviy birikma gazni xemosorbentga shimilishiga to‘sqinlik qiladi. Ion almashinishi jarayonini ham xemosorbsiyaga talluqli deyishi mumkin. Hozirgi vaqtda texnologiyada sintetik ionalmashuvchilar – ionalmashuvchi smolalar yoki ionitlar keng qo‘llaniladi. Ular organik polimer moddalar bo‘lib, makromolekulalarga ionli atom yoki ionalmashish xususiyatiga ega bo‘lgan atomlar joylashgandir.

Sorbsiyaningoxirgi turi kapillyar kondensatsiya deb nomlanadi. Suyuqlik ustidagi bug‘ molekulalarini ta’sirini ikkita ko‘rinishini izohlaydi. Agar molekulalar to‘g‘ri yuzada bvo‘lsa, ularni kamroq kuch ushlab turadi. Yuza yassi bo‘ls, molekulalarni ajratib olish qiyinroq. Suyuqlik ustidagi bug‘ bosimini pasayishi uning yuzasi yassi bo‘lganligi tufaylidir. Bug‘ bosimining pasayishi sistemada bug‘ni kondensatsiyasi vujudga keltiradi. Demak, yassi yuzali suyuqlik ustida to‘yingan bug‘ kondensatsiyasi ro‘y beradi.

Suyuqlik yuzasining yassilik darajasi kapillyar radusi va suyuqlik kapillyar ichki devorlarini qanchalik q0o‘llashiga bog‘liq. YAssi yuzali suyuqlik ustidagi to‘yingan bug‘ bosimi va yassilikni radusi orasida Kelvin tenglamasi bilan ifodalanadi:

R=20 V Cos O/RT lg Ph/p

O,O,V – suyuqlikni xossalari bilan bog‘liq kattalikdir.

R – kapillyar radiusi.

P – yassi yuza ustidagi to‘yingan bug‘ bosimi.

Rh – to‘g‘ri yuza ustidagi to‘yingan bug‘ bosimi.

Yassi yuzaning radiusi qanchalik kam yoki kapillyar qanchalik ingichka bo‘lsa, shunchalik uning ustidagi bosim past. Bu qavatning qalinligi bosim, harorat va adsorbentning tabiatiga bog‘liq.

Kapillyar kondensatsiyasi sorbsiyaning 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

Sorbsiyalangan moddaning ko‘p qismi kapillyar kondensatsiyaga sorflanadi. SHu sababli u gazlar aralashmasini ajralish va shimilish jarayoni texnologiyasida muhim omil hisoblanadi.

Sorbsiya statika, kinetika va dinamikasiga ega. Statika sorbsion jarayonning tenglik xolatini tadbiz etadi yoki boshqacha qilib aytganda ma’lum bir harorat va bosimda sorbent hajmi yoki birligi tomonidan shimilgan modda miqdorini aniqlaydi. Bu xolatda bu tenglikning oxirgi ahvoli bizni qiziqtiradi. Biz namunining adsorbsion hajmi millimol/gamga, mg/g ga yoki mg/sm3 teng deymiz.

Sorbsiya kinetikasi – sorbsion jarayonning tezligini tadbiq etadi. Mazkur kinetik tadqiqotlar sorbentni tuzilishini aniqlaydi, uning xossalarini va gruppalarini sorbsiyalanuvchi moddaga qanchalik yaqinligini ko‘rsatadi. Sorbsiya tezligi haroratga bog‘liq. U qancha yuqori bo‘lsa, sarflanayotgan modda molekulalari sorbent yuzasiga shunchalik tez uriladi, shimilish tezligi katta bo‘ladi. SHunday qilib sorbsiya tezligi diffuziya tezligiga bog‘liq. CHunki sorbsiya akti lahzada yuz beradi. Diffuziyaning tezligi esa modda konsentratsiyasining ichki yuzasiga tegib turgan qavati va tashqi eritmaga qaragan qavatidagi o‘zgarishiga bog‘liq.

Bu xolat matematik ifodasi quyidagicha bo‘ladi:

C-Co