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

C - Co

- dm/dt = DS ------

O

-dm/dt – moddaning etkazilish tezligi,

D – difuziya - koeffitsenti

S – diffuziya borayotgan (maydon) yuza

C - Co – modda konsentratsiyasi qavatining qalinligiga nisbatan o‘zgarishi

O – qatlam qalinligi

S – eritma konsentratsiyasi

So – sorbentni yuzadagi konsentratsiyasi

(-) – adsorbsiya jarayonida diffuziya tezligi tobora kamayib barayotganini ko‘rsatadi.

Diffuziyani to‘xtatuvchi faktorlardan biri bu tashqi diffuziya, moddani tashqi muhitdagi negiziga kirishish deyiladi. Agar sorbent g‘avaklariga shimuvchi modda, ion va molekulalar kirishsa, (ya’ni diffuziyani sekinlashtiruvchi faktor), ichki diffuziya paydo bo‘ladi. Sarflangan modda sorbentning aktiv joylariga juda murakkab kapillyar va g‘avaklar sistemasi orqali kirib boradi xamda diffuziya sekinlashadi va ko‘p vaqtni talab etadi.

Sorbsiya jarayoni sorbent zarrasida uch bosqichda sodir bo‘ladi:

1) tashqi diffuziya,

2) ichki diffuziya

3) sorbsiyaning ayni o‘zi, sorbsiya bir laxzada yuz beradi.

Lekin birinchi ikkala bosqich sorbsion jarayonining dinamikasida katta ahamiyatga ega.

Sorbsiya jarayonini amalga oshirish juda oson. Gaz sorbsiyasini sorbentning hajmiy usuli yordamida sorbsion xususiyatini o‘rganishda qo‘llaniladigan asbobda o‘tkaziladi. Gazda eritilgan moddaning sorbsiyasi tadqiq etilayotgan bo‘lsa, shisha idishga sorbentning ma’lum bir miqdorini eritma bilan qo‘shiladi, unda esa sorflangan modda ma’lum konsentratsiyada bo‘ladi. Ammo sorbentning tagida, uning yuzasidagi eritmada sorflanayotgan modda kamayib ketadi va jarayon juda sekin o‘tadi. Shu sababli uni aralashtirib turish zarur. Bu bilan jarayonni tezlashtiriladi.

Dinamik sharoitda sorbsiyani quyidagicha tadqiq etiladi. Tikka turgan nay ustunini sorbent zarrachalari bilan to‘ldiriladi. Ustunning tepa qismiga gaz xolatidagi modda yuborilib, uni ustundagi sorbent qavatidan o‘tkaziladi. Gazni sorbentdan o‘tish jarayonida sarflanayotgan modda unda qoladi va gaz tashuvchi toza xolda ustundan chiqadi. Bu xolat sorbent sarflanayotgan modda bilan to‘yinmaguncha davot etadi.

Sorbentning to‘la to‘yingan va boshqa ishlamayotgan qavati ishlab bo‘lgan qavatidir, hali modda sarflanayotgan bo‘lsa, ishlayotgan qavatdir. Ishlab bo‘lgan qavatda shu haroratda va shimilayotgan moddaning shu konsentratsiyasida modda bo‘lmaydi. Ishlayotgan qavatning yuzasi bo‘ylab sarflanayotgan moddaning konsentratsiyasi kamayib boradi toki-nolgacha.

Sorbsiyaning tezligi chegaralangandir. Agar sorbsiya tez o‘tsa, uning egri chizig‘i keskin to‘xtab qolar edi. Tajriba boshlanishidan to to‘xtaguncha o‘tgan vaqt ximoya harakat vaqti deyiladi. Ximoya harakat vaqti va qavatning qalinligi orasida bog‘liqlik bor. Buni tajribada ko‘rish mumkin. Ustunlarga har xil balandlikda sorbentlar solib, bu qavatlarni ximoya harakat vaqtini aniqlaymiz. Abssiss o‘qida qavatlarini qalinligi belgilanadi. Ordinat chizig‘iga sorbsiyani to‘xtash vaqti qo‘yiladi va grafik tuziladi.

Q = KL

K – ximoya harakati koeffitsenti yoki 1sm qalinlikdagi sorbentning himoya harakat vaqti daqiqada u burchak tangenisiga tengdir.