Информация о документе

Цена 15000UZS
Размер 997.9KB
Покупки 0
Дата загрузки 09 Август 2024
Расширение docx
Раздел Курсовые работы
Предмет Химия

Продавец

Diyorbek

Дата регистрации 29 Февраль 2024

177 Продаж

Molekulyar va ionli adsorbsiya

Купить
Kolloid kimyo fanidan KURS ISHI Mavzu: Molekulyar va ionli adsorbsiya MUNDARIJA: KIRISH……………………………………….………………………………….3 I BOB: Adsorbsiya, adsorbsiya haqida ma’lumotlar 1.1 Adsorbsiya turlari va xususiyatlari…………………………………………....8 1.2 Absorberlar konstruksiyalari……………………………………………...…11 1.3 Polimolekulyar adsorbsiya…………………………………….…………..… 14 II BOB. IONLI ADSORBSIYA 2.1 Asrorbentlar va ularning xarakteristikasi.........................................................19 2.2 Ionli adsorbsiya va Dyuklo-Trauble qoidasi....................................................21 2.3 Ionli adsorbsiyaga ta’sir etuvchi omillar…………………………………..… 24 XULOSA…………………………………………………………………….….30 FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR……………………………………….31 2 KIRISH Ma’lumki, fizik absorbsiya ko‘ р incha qaytar jarayon bo‘lgani sababli, suyuqlikka yutilgan gazni ajratib olish imkoni bo‘ladi. Bunday jarayon desorbsiya deb nomlanadi. Absorbsiya va desorbsiya jarayonlarini uzluksiz ravishda tashkil etish yutilgan gazni sof holda ajratib olish va absorbentni ko‘p marta qayta ishlatish imkonini beradi. Absorbsiya jarayoni sanoat korxonalarida uglevodorodli gazlarni ajratish, sulfat, azot, xlorid kislotalar va ammiakli suvlarni olishda, gaz aralashmalaridan qimmatbaho komponentlarni ajratish va boshqa hollarda keng miqyosda ishlatiladi. Absorbsiya jarayoni ishtirok etadigan texnologiyalarni qurilmalar bilan jihozlash murakkab emas. Shuning uchun kimyo,neft va gazni qayta ishlash hamda boshqa sanoatlarda absorberlar ko‘p ishlatiladi. Ion adsorpsiya, bir kimyoviy jarayon bo'lib, bu jarayon orqali yalniz bir solid yuzasi ostidagi ionlarni eritkichdan chiqarish yoki qoplash jarayonini ifodalaydi. Ionlar, yuzasida turli kimyoviy va fizikaviy ta'siralar orqali adsorbsiya qilishi mumkin. Quyidagi xususiyatlarga ega ion adsorbsiyasining: Yuz tuzilishi va yuz kimyoviyoti: Ion adsorbsiyasi, yuz tuzilishi va kimyoviy xususiyatlar bilan yaqin bog'liqdir. Yuzdagi elektr energiyasi, ionlarining adsorbsiyasini ta'sir qilishi mumkin. Yuz kimyoviy xususiyatlari, adsorbsiya xususiyatlarini va darajasini aniqlaydi. Adsorbsiya terimi: Adsorbsiya termini, eritkichdagi ionlarining qati yuzi bo'yicha miqdorini ifodalaydi. Bu, ionlarining yuz tomonidan qanday miqdorda qaydalanishini ko'rsatadi. Ion hajmi va shakli: Ionlarining hajmi va shakli, adsorbsiya jarayonini ta'sir qilishi mumkin. Katta yoki murakkab ionlar, yuzda kam joy egallayishi mumkin yoki yuz bilan kamroq ta'sirga kirishi mumkin. Ion adsorbsiyasining tashqari, ion almashish ham ionlarni bir muhitdan boshqasiga o'tkazishni ta'minlaydigan jarayon bo'lib, bu jarayonida ionlar qati material yuzidan boshqalariga o'tkaziladi. Ushbu jarayon, ayrim su tozalash, kimyoviy ajratish va kataliz kabi ko'plab amallarda muhim rol o'ynaydi. 3 Ionli adsorbsiya va molekulyar adsorbsiya o'rtasidagi farqlarni ko'rib chiqamiz: 1. Qo'llanish sohasi: Molekulyar adsorbsiya odatda organik molekulalar, gazlar yoki boshqa molekulalar bilan bog'liq bo'ladi, masalan, organik boyliklar yoki gazlar. Biroq, ionli adsorbsiya asosan ionlar, ya'ni yuk tajriba qiladi. Shuning uchun, ularning qo'llanish sohasi bir-biridan farqli bo'ladi. 2. Qonuniyatlar: Molekulyar adsorbsiya odatda van der Vaals qonuniyatlari, masalan, dispersive va polar qonuniyatlar orqali sodir bo'ladi. Bu qonuniyatlar kuchli yoki kam bo'lishi mumkin va adsorbsiya energiyasiga olib keladi. Ikkinchi joyda, ionli adsorbsiya kuchli elektrostatik qonuniyatlar orqali sodir bo'ladi, masalan, elektrostatik ta'sir, elektronik tadbirlar va dastlabki valensiya elektronlari o'rtasidagi o'zaro ta'sir. 3. Energetika: Molekulyar adsorbsiya energiyasi odatda past darajada, chunki adsorbat va adsorbent o'rtasidagi molekulyar interaksiyalar juda sodir bo'ladi. Biroq, ionli adsorbsiya energiyasi kuchli bo'ladi, chunki elektrostatik kuchlar o'zlarini hisobga oladi. 4. Qoniqish nisbatlar: Molekulyar adsorbsiyada qoniqish nisbatlar odatda past bo'ladi, chunki adsorbat va adsorbentning molekulyar o'zaro ta'siri past. Biroq, ionli adsorbsiyada qoniqish nisbatlar oshiriladi, chunki ionlar o'zlarini adsorbentga ta'sir etish uchun kuchli kuchlarga ega. 5. Amalda qo'llanish: Molekulyar adsorbsiya odatda gazo'vchi substansiyalarni ajratish, tuzatish va filtratsiya jarayonlarida qo'llaniladi. Biroq, ionli adsorbsiya suvni tozalash, tuzatish, va ioni ajratishda juda ko'p qo'llaniladi. Bu farqlar molekulyar va ionli adsorbsiya turlari orasidagi asosiy farqlardir va ularni tushunish, kimyoviy jarayonlarni tahlil qilish va moslashtirishda juda muhimdir. Kurs ishining tuzilishi. Ushbu Kurs ishi kirish, xulosa, foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati va o’zaro mazmunan bog’langan 2 ta bobdan iborat bo’lib umumiy hajmda 31 betni tashkil etadi . 4 5 I BOB: Adsorbbsiya haqida umumiy tushuncha Gaz yoki bug‘larning, gaz yoki bug‘li aralashmalardagi komponentlarning suyuqlikda yutilish jarayoni absorbsiya deb nomlanadi. Yutilayotgan gaz yoki bug‘ absorbtiv , yutuvchi suyuqlik esa absorbent deb ataladi. Ushbu jarayon selektiv va qaytar jarayon bo‘lib, gaz yoki bug‘ aralashmalarini ajratish uchun xizmat qiladi. Absorbtiv va absorbentlarning o‘zaro ta’siriga qarab, absorbsiya jarayoni 2 ga bo‘linadi: fizik absorbsiya; kimyoviy absorbsiya (xemosorbsiya). Fizik absorbsiya jarayonida gazning suyuqlik bilan yutilishi paytida kimyoviy reaksiya yuz bermaydi, ya’ni kimyoviy birikma yangi modda hosil bo‘lmaydi. Agar suyuqlik bilan yutilayotgan gaz kimyoviy reaksiyaga kirishsa, bunday jarayon xemosorbsiya deyiladi, ya’ni kimyoviy absorbsiya. Ma’lumki, fizik absorbsiya ko‘ р incha qaytar jarayon bo‘lgani sababli, suyuqlikka yutilgan gazni ajratib olish imkoni bo‘ladi. Bunday jarayon desorbsiya deb nomlanadi. Absorbsiya va desorbsiya jarayonlarini uzluksiz ravishda tashkil etish yutilgan gazni sof holda ajratib olish va absorbentni ko‘p marta qayta ishlatish imkonini beradi. Absorbsiya jarayoni sanoat korxonalarida uglevodorodli gazlarni ajratish, sulfat, azot, xlorid kislotalar va ammiakli suvlarni olishda, gaz aralashmalaridan qimmatbaho komponentlarni ajratish va boshqa hollarda keng miqyosda ishlatiladi. Absorbsiya jarayoni ishtirok etadigan texnologiyalarni qurilmalar bilan jihozlash murakkab emas. Shuning uchun kimyo,neft va gazni qayta ishlash hamda boshqa sanoatlarda absorberlar ko‘p ishlatiladi. Absorbsiya jarayonini olib borish usullari Xalq xo‘jaligining turli tarmoqlarida absorbsiya jarayonini tashkil etishda quyidagi prinsi р ial chizmalar qo‘llaniladi: — parallel yo‘nalishli; — qarama-qarshi yo‘nalishli; — bir pog‘onali, qisman resirkulyatsiyali; — ko‘p pog‘onali, qisman resirkulyatsiyali. 16- a rasmda parallel yo‘nalishli chizma ko‘rsatilgan. Bunda gaz oqimi va 6 absorbent parallel (bir xil) yo‘nalishda harakatlanadi. Absorberga kirishda absorbtiv konsentratsiyasi katta bo‘lgan gaz faza, absorbtiv konsentratsiyasi past bo‘lgan suyuq faza bilan to‘qnashuvda bo‘lsa, qurilmadan chiqishda esa absorbtiv konsentratsiyasi kichik bo‘lgan gaz faza, absorbtiv konsentratsiyasi yuqori bo‘lgan suyuqlik bilan o‘zaro ta’sirda bo‘ladi. 16- b rasmda qarama-qarshi yo‘nalishli chizma ko‘rsatilgan. 16- rasm. Absorbsiya chizmalari va jarayonni y-x koordinatalarda tasvirlash: a – parallel; b – qarama-qarshi; d – absorbent resirkulyatsiyasi bilan; e – absobtiv resirkulyatsiyasi bilan Ushbu chizmali absorberlarning bir uchida absorbtiv konsentratsiyasi yuqori gaz va suyuqlik to‘qnashuvda bo‘lsa, ikkinchi uchida esa konsentratsiyalari past fazalar o‘zaro ta’sirda bo‘ladi. Qarama-qarshi yo‘nalishli chizmalarda parallel yo‘nalishliligiga qaraganda, absorbentdagi absorbtiv eng yuqori qiymatiga erishsa bo‘ladi. Lekin jarayonning o‘rtacha harakatga keltiruvchi kuchi parallel yo‘nalishliligiga nisbatan kam bo‘lgani uchun qaramaqarshi yo‘nalishli absorberning gabarit o‘lchamlari katta bo‘ladi. Gaz aralashmalari gaz yoki bug‘larni yoki eritmalarda erigan moddalarni qattiq, g‘ovaksimon jism yordamida yutish jarayoni adsorbsiya deb nomlanadi. 7 Yutilayotgan modda adsorbtiv , yutuvchi modda esa adsorbent deb ataladi . Adsorbsiya jarayonining o‘ziga xosligi shundaki, u selektiv va qaytar jarayondir. Jarayonning qaytar bo‘shligi tufayli adsorbent yordamida bug‘-gaz aralashmalaridan bir yoki bir necha komponentlarni yutish, so‘ng esa maxsus sharoitda ularni adsorbentdan ajratib olish mumkin. Adsorbsiyaga teskari jarayon desorbsiya deb nomlanadi. Adsorbsiya jarayoni xalq xo‘jaligining turli sohalarida keng tarqalgan bo‘lib, gazlarni tozalash va qisman quritish, eritmalarni tozalash hamda tindirish, bug‘-gaz aralashmalarini ajratish uchun ishlatiladi. Kimyo sanoatida adsorbsiya quyidagi hollarda: gazlar va eritmalarni tozalash hamda quritishda, eritmalardan qimmatbaho moddalarni ajratib olishda, neft va neft mahsulotlarini tozalashda, neftni qayta ishlashda hosil bo‘ladigan gaz aralashmalaridan aromatic uglevodorodlarni (etilen, vodorod, benzin fraksiyalaridan aromatic uglevodorodlarni) ajratib olishda ishlatiladi. Adsorbsiya jarayoni 2 xil bo‘ladi, ya’ni fizik va kimyoviy adsorbsiya. Agar adsorbent va adsorbtiv molekulalarining o‘zaro tortishishi Van-der-Vaals kuchlari ta’siri ostida sodir bo‘lsa, bunday jarayon fizik adsorbsiya deb nomlanadi. Fizik adsorbsiya jarayonida adsorbent va adsorbtivlar o‘rtasida kimyoviy o‘zaro ta’siri bo‘lmaydi. Adsorbsiya jarayonida bug‘larning yutilishi paytida ular kondensatsiyalanadi, ya’ni adsorbent kovaklari suyuqlik bilan to‘lib qoladi. Boshqacha aytganda, adsorbentda ka р illyar kondensatsiya ro‘y beradi. Kimyoviy adsorbsiya yoki xemosorbsiya adsorbent va yutilgan modda molekulalari orasida kimyoviy bog‘lar hosil bo‘lishi bilan xarakterlanadi. Bu, albatta, kimyoviy reaksiyaning natijasidir. Bundan tashqari xemosorbsiya jarayonida kimyoviy reaksiya tufayli katta miqdorda issiqlik ajralib chiqadi . Adsorbsiya jarayonining selektivligi adsorbent yutilayotgan komponentning konsentratsiyasiga, haroratga, tabiatiga va gazlar yutilayotganda bosimga bog‘liqdir. Bundan tashqari jarayon tezligi adsorbentlarning solishtirma yuza kattaligiga 8 ham bog‘liq. 9 1.1 Adsorbentlar turlari va xususiyatlari Ma’lumki, xalq xo‘jaligining turli sohalarida qo‘llaniladigan adsorbentlar iloji boricha katta solishtirma yuzaga ega bo‘lishi kerak. Kimyo, neft va gazni qayta ishlash hamda boshqa sanoatlarda faollangan ko‘mir, silikagel, seolit, sellyuloza, ionitlar, mineral tuproq (bentonit, diatomit, kaolin) va boshqa materiallar adsorbent sifatida ishlatiladi. Albatta, adsorbentlar mahsulot bilan bevosita ta’sirda bo‘lgani uchun zararsiz, mustahkam, zaharsiz va mahsulotni iflos qilmasligi kerak. Adsorbentlar moddaning massa birligiga nisbatan juda kata solishtirma yuzali bo‘ladi. Uning ka р illyar kanallari o‘lchamiga qarab 3 guruhga bo‘linadi, ya’ni makrog‘ovakli (> 2·10-4 mm), oraliq g‘ovakli (6·10-6 ј 2·10-4 mm) va mikrog‘ovakli (2·10-6 ј 6·10-6 mm) bo‘ladi. Shuni ta’kidlash kerakki, adsorbsiya jarayonining xarakteri ko‘p jihatdan g‘ovaklar o‘lchamiga bog‘liq. Adsorbent yuzasida yutilayotgan komponent molekulalarining miqdoriga qarab bir molekulali (monomolekulali adsorbsiya) va ko‘p molekulali qatlam (polimolekulali adsorbsiya) hosil qilishi mumkin. Adsorbentlarning yana bir muhim xususiyati shundaki, bu uning yutish qobiliyati yoki faolligidir. Adsorbent faolligi uning birlik massasi yoki hajmida komponent yutish miqdori bilan belgilanadi. Yutish qobiliyati 2 xil, ya’ni statik va dinamik bo‘ladi. Adsorbentning statik yutish qobiliyati massa yoki hajm birligida maksimal miqdorda modda yutishi bilan belgilanadi. Dinamik yutish qobiliyati esa adsorbent orqali adsorbtiv o‘tkazish yo‘li bilan aniqlanadi. Adsorbentlarning komponent yutish qobiliyati harorat, bosim va yutilayotgan modda konsentratsiyasiga bog‘liq. Ushbu sharoitlarda adsorbentning maksimal yutish qobiliyati muvozanat faolligi deb nomlanadi. Adsorbentlar zichligi, ekvivalent diametri, mustahkamligi,granulometrik tarkibi, solishtirma yuza kabi xossalari bilan xarakterlanadi. Sanoatda ko‘ р incha granula (2 ј 7 mm) ko‘rinishidagi yoki o‘lchamlari 50200 mkm bo‘lgan kukunsimon adsorbentlardan foydalaniladi. 10 Faollangan ko‘mirlar, odatda, tarkibida uglerod bo‘lgan yog‘och, torf, hayvonlar suyagi, toshko‘mir kabi mahsulotlarni quruq haydash yo‘li bilan olinadi. Ko‘mir faolligini oshirish uchun unga 900°C dan ortiq haroratda havosiz termik ishlov beriladi. Bunda material g‘ovaklaridagi smolalar ekstragent yordamida ekstraksiya qilib olinadi. Faollangan ko‘mirlarning solishtirma yuzasi – 600 ј 1750 m2 / g. Т o‘kma zichligi – 250 ј 450 kg/m3, mikrog‘ovaklar hajmi –0,23...0,7sm3/g. Bundan tashqari ular tarkibida juda kam miqdorda (<8%) kul bo‘ladi. Yana shuni ta’kidlash kerakki, havoda 300°C haroratda faollangan ko‘mir yonadi. Faollangan ko‘mirning mayda kukunlari 200°C ga yaqin haroratda yonadi va konsentratsiyasi 17 ј 24 g/sm3 bo‘lganda havo tarkibidagi kislorod bilan portlovchi birikma hosil qiladi. Adsorbsiya jarayonida tozalashning samaradorligi adsorbentning g‘ovaksimon tuzilishiga bog‘liq bo‘lib, bunda mikrog‘ovak asosiy rol o‘ynaydi. Faollangan ko‘mirlar adsorbsion bo‘shlig‘ining chegaraviy hajmi 0,3 sm3/g ligi tozalash jarayonida qo‘llash tavsiya etiladi. Ma’lumki, mikrog‘ovaklar o‘lchami katalitik reaksiyalar tezligini belgilaydi. Mikrog‘ovak o‘lchami 0,8 ј 1,0 mkm bo‘lgan faollangan ko‘mirlar optimal deb hisoblanadi. Silikagellar – bu kremniy kislota gelining suvsizlantirilgan mahsulotidir. Ushbu adsorbentlar natriy silikat eritmalariga kislota yoki ular tuzlarining eritmalarini ta’siri natijasida olinadi. Silikagellarning solishtirma yuzasi 400 ј 780 m2/g, to‘kma zichligi esa 100 ј 800 kg/m3. Silikagel granulalari 7mm gacha bo‘lishi mumkin. Silikagellar asosan suv bug‘ini yutish, gazlarni quritish va tozalash uchun qo‘llaniladi. Bu adsorbent boshqa adsorbentlarga qaraganda yonmaydi, mexanik jihatdan mustahkam bo‘ladi. Seolitlar – tabiiy va sun’iy mineral holatida bo‘lib,alyumosilikatning suvli birikmasi. Ushbu adsorbent suvda va organic eritmalarda erimaydi. Sun’iy seolit g‘ovaklar o‘lchami adsorbsiyalanayotgan molekula o‘lchamiga yaqin bo‘lgani uchun g‘ovaklarga kirayotgan molekulalarni adsorbsiya qila oladi. Bu turdagi 11 seolitlar «molekulyar elaklar» deb nomlanadi. Seolitlar yuqori yutish qobiliyatiga ega bo‘lgani uchun gazlar va suyuqliklarni qisman quritish yoki suvsizlantirish uchun ham qo‘llaniladi. Seolitlar, ko‘ р incha 2 ј 5 mm diametrli granula ko‘rinishida ishlab chiqariladi. Т uproqlar va tabiiy tuproqsimon adsorbentlar qatoriga bentonit, diatomit, gumbrin, kaolin, askanit, murakkab kimyoviy tarkibli yuqori dispersistemalar SiO , Al O , CaO, Fe O, MgO va boshqa metall oksidlari kiradi. Т abiiy tuproqlar faolligini oshirish uchun ular sulfat va xlorid kislotalar bilan qayta ishlanadi. Natijada kalsiy, magniy, temir, alyuminiy va boshqa metal oksidlari chiqarib yuborilishi tufayli qo‘shimcha g‘ovaklar hosil bo‘ladi. Bu tuproqlar solishtirma yuzasi 20 ј 100 m2/g, g‘ovaklar o‘rtacha radiusi 3 ј 10 mkm bo‘ladi. Kation almashinish sig‘imi ortishi bilan tuproqlarning tozalash qobiliyati ko‘payadi. Odatda tuproqlar suyuqlik muhitlarni tozalash uchun ishlatiladi, masalan, rangli moddalarni qayta ishlash natijasida mahsulot oqaradi. Shuning uchun ayrim hollarda tuproqli adsorbentlar oqartiruvchi tuproq deb ham ataladi. 12 1.2 Absorberlar konstruksiyalari Absorbsiya jarayoni fazalarni ajratuvchi yuzada sodir bo‘ladi. Shuning uchun ham suyuqlik va gaz fazalar to‘qnashuvida bo‘ladigan absorberlar yuzasi iloji boricha katta bo‘lishi kerak. Massa almashinish yuzalarini tashkil etish va loyihalash bo‘yicha absorberlar 4 guruhga bo‘linadi: sirtiy va yupqa qatlamli absorberlar; nasadkali absorberlar; barbotajli absorberlar; purkovchi absorberlar. Sirtiy absorberlarda harakatlanayotgan suyuqlik ustiga gaz uzatiladi. Bunday qurilmalarda suyuqlik tezligi juda kichik va to‘qnashuv yuzasi kam bo‘lgani uchun bir nechta qurilma ketmaket qilib o‘rnatiladi. 17- rasm. Sirtiy absorber: 1 – taqsimlagich; 2 – quvur; 3 – ostona. Suyuqlik va gaz qarama-qarshi yo‘nalishda harakatlantiriladi. 17- rasmda gorizontal quvurlardan tarkib topgan yuvilib turuvchi absorber tasvirlangan. Quvurlar ichida suyuqlik oqib o‘tsa, unga teskari yo‘nalishda gaz harakat qiladi. Quvurlar ichidagi suyuqlik sathi ostona (3) yordamida bir xil balandlikda ushlab turiladi. Absorbsiya jarayonida hosil bo‘layotgan issiqlikni ajratib olish uchun quvurlar taqsimlash moslamasi (2) dan oqib tushayotgan suv bilan yuvilib turadi. Sovituvchi suvni bir me’yorda taqsimlash uchun tishli taqsimlagich (1) qo‘llaniladi. Bu turdagi absorberlar yaxshi eriydigan gazlarni yutish uchun ishlatiladi. Yupqa qatlamli absorberlar ixcham va yuqori samaralidir. Bu absorberlarda fazalarning to‘qnashish yuzasi oqib tushayotgan suyuqlik yupqa qatlami yordamida hosil bo‘ladi. Yupqa qatlamli qurilmalar guruhiga quvurli, listasadkali, ko‘tariladigan qatlamli absorberlar kiradi. Quvurli absorberlarda suyuqlik vertikal quvurlarning tashqi yuzasidan pastga 13 qarab oqib tushsa, gaz faza esa qarama-qarshi yo‘nalishda yuqoriga qarab harakatlanadi. Qolgan turdagi absorberlarda ham fazalarning harakat yo‘nalishi quvurli absorberlarnikiga o‘xshashdir. Quvurli absorberlar tuzilishiga qarab qobiq-quvurli isiqlik almashinish qurilmasiga o‘xshaydi. Qurilmada hosil bo‘lgan issiqlikni ajratib olish uchun quvurlar ichiga suv yoki boshqa sovuq eltkich yuboriladi. 18- rasm. Yupqa qatlamli absorber: 1-quyruq, 2-taqsimlash moslamasi, 3- tekis parallel nasadka. 18- rasmda tekis, parallel nasadkali absorber tasvirlangan. Nasadkalar vertikal listlar ko‘rinishida bo‘lib, absorber hajmini bir nechta seksiyaga bo‘ladi. Absorberga suyuqlik quvur orqali uzatiladi va taqsimlash moslamasi yordamida nasadkaga taqsimlanadi. Natijada tekis listning ikkala tomoni ham suyuqlik bilan yuvilib turadi. Gaz va yupqa qatlamli suyuqliklarning nisbiy harakat tezligiga qarab, suyuqlik yupqa qatlami pastga oqib tushishi yoki gaz oqimiga ilakishib, tepaga ham harakatlanishi mumkin. Agar fazalar oqimining tezligi ko‘paysa, massa berish koeffitsiyentining qiymati va fazalar to‘qnashish yuzasi ortadi. Bunga sabab chegaraviy qatlamning turbulizatsiyasi va unda uyurmalar hosil bo‘lishidir. Nasadkali absorberlar. Тurli shaklli qattiq nasadkalar bilan to‘ldirilgan vertikal silindrsimon kolonnalarning tuzilishi sodda, ixcham va yuqori samarador bo‘lgani uchun sanoatda ko‘p ishlatiladi. Odatda, nasadkalar qatlami teshikli panjaralarga joylashtiriladi. Gaz faza 14 teshikli panjara ostiga yuboriladi va undan o‘tib, qatlam orqali yuqoriga qarab harakatlanadi (19- rasm). Suyuq faza absorberning yuqori qismidan taqsimlash moslamasi (1) yordamida purkaladi va nasadka qatlamida gaz fazasi bilan o‘zaro ta’sir etadi. Qurilma samarali ishlashi uchun suyuq faza bir tekisda purkalishi va taqsimlanishi zarur. Bu turdagi absorberlarda nasadkalar ham suyuqlikni bir me’yorda taqsimlashga salmoqli hissa qo‘shadi. Nasadkalar quyidagi talablarga javob berishi kerak:katta solishtirma yuzaga ega bo‘lishi; gaz oqimiga ko‘rsatadigan gidravlik qarshiligi kichik bo‘lishi; ishchi suyuqlik bilan yaxshi ho‘llanilishi; absorber ko‘ndalang kesim yuzasi bo‘ylab suyuqlikni bir tekisda taqsimlashi; ikkala faza ta’siri ostida yemirilmaydigan; yengil va arzon bo‘lishi kerak. 19- rasm. Nasadkali absorber. 1 – taqsimlagich; 2 – nasadka; 3 – suyuqlikni qayta taqsimlash moslamasi; 4 – teshikli panjara. 20- rasmda sanoatda ishlatiladigan nasadkalarning ba’zi bir turlari va ularni qurilmada joylash usullari keltirilgan. Bu nasadkalarning ichida eng keng tarqalgan nasadka – Rashig halqalaridir. Undan tashqari, keramik jism, koks, maydalangan kvars, polimer halqa, metall to‘r va panjara, shar, propeller va parrak, egarsimon element va boshqa jismlar ishlatiladi. Rashig halqalari 15Ѕ15Ѕ2,5; 25Ѕ25Ѕ3; 50Ѕ50Ѕ5 mm o‘lchamli qilib yasaladi. 15 1.3 Polimolekulyar adsorbsiya Yuqorida ko‘rib o‘tilganidek, Lengmyur nazariyasi bo‘yicha adsorbsion kuchlar bitta molekula o‘lchamida ta’sir ko‘rsatadi va monomolekulyar adsorbsion qavat hosil bo‘ladi. Lekin, ba’zi hollarda bu adsorbsion kuchlar undan uzoqroq masofada ham ta’sir ko‘rsata oladi va polimolekulyar adsorbsion qavatlar hosil bo‘ladi. Bu hodisani 1915 yilda M.Polyani nazariyasi tushuntirib berdi. Unga asosan adsorbsiyalangan molekulalar qavat-qavat bo‘lib joylashadi. Polyani nazariyasi quyidagilarga asoslanadi: 1)adsorbsiya fizikaviy kuchlar ta’sirida sodir bo‘ladi; 2)adsorbent sathida aktiv markazlar yo‘q, balki uzluksiz maydon kuchi mavjud; 3)adsorbsion kuchlar masofada ta’sir etadi (adsorbsion hajmda); 4)adsorbsion qavat zichligi sathdan uzoqlashgan sayin kamayib boradi; 5)harorat ta’sirida adsorbsion hajm o‘zgarmaydi, ya’ni harorat ta’sir etmaydi. 6) gaz molekulalarining adsorbent sirtiga tortilishi adsorbsion faza-da boshqa molekulalarning bor-yo‘qligiga bog‘lik emas. Polimolekulyar adsorbsiyaning izotermasi quyidagi rasmda keltirilgan. Egrini A nuqtasigacha bo‘lgan chizik monomolekulyar adsorsiyani (Lengmyur soxasi) izohlaydi, A nuqtadan boshlab kuzatiladigan keskin ko‘tarilishni polimolekulyar adsorbsiya nazariyasi bo‘yicha tushuntiriladi. 3.6-rasm. Polimolekulyar adsorbsiyani gaz bosimi ortishi bilan o‘zgarish egrisi Lengmyurning monomolekulyar adsorbsiya va Polyanining polimolekulyar adsorbsiya nazariyalari bir qarashda bir-biriga ziddek ko‘rinadi, aslida esa ular birbirini to‘ldiradi. Lengmyur nazariyasi qaytar adsorbsiya, Polyani nazariyasi esa fizikaviy adsorbsiya uchun tadbiq etilishi mumkin. 1935-40 yillarda S.Brunauer, P.Emmet va E.Tellerlar Lengmyur hamda Polyani tasavvurlarini umumlashtirib va kengaytirib, bug‘larning adsorbsiyalanishiga doir yangi polimolekulyar adsorbsiya 16 nazariyasini (BET nazariyasini) yaratdilar. Bu nazariyaning o‘ziga xos tomonlari: 1) adsorbent sirtida energetik jihatdan bir xil aktiv markazlar mavjud; gaz yoki bug‘ molekulalari faqat qattiq jism sirtidagi aktiv markazlarga adsorbsiyalanadi. 2) adsorbsiyalangan molekulalar bir-biri bilan ta’sirlashmaydi; 3) har bir qavat o‘zidan keyingi qavat uchun aktiv markaz vazifasini bajaradi. Demak, bu nazariyaga binoan adsorbsiyalangan faza ayrim-ayrim molekulalar zanjiridan iborat komplekslardan tashkil topadi: a) bug‘ + erkin sirt <=> yakka - yakka kompleks + Q1 b) bug‘ + yakka kompleks <=> qo‘sh kompleks + Q2 v) bug‘ + qo‘sh kompleks <=> uchlamchi kompleks +Q3 va xokazo. Aktiv markazlarda kondensirlangan polimolekulyar qavat hosil bo‘ladi. Birinchi qavat adsorbent sathi bilan bog‘langan. Bir molekulyar zanjir ikkinchisi bilan ta’sirlashmaydi. 3.7-rasm . BET nazariyasi bo‘yicha polimolekulyar adsorbsiya sxemasi 3.8-rasm. Adsorbsiyalar sxemasi: a - monomolekulali (Lengmyur); b- polimolekulali (Polyani); v - BET nazariyasiga kо‘ra. BET nazariyasi bo‘yicha polimolekulyar adsorbsiya uchun izoterma diagrammasida adsorbsiyalanish va desorbsiyalanish izotermalari bir chiziqda yotmaydi va adsorbsiyalanish gisterezisi (yoki gisterezis xalqasi) degan soxani xosil qiladi. Gisterezis xodisasi ko‘pincha kapillyar kondensatlanishda ham kuzatiladi. Adsorbsiyalanishda kapillyar devorlarida adsorbsiyalangan xavo qatlami bo‘lgani uchun devorning xo‘llanishi qiyinlashadi. Kapillyarni suyuqlik bilan to‘lishi va suyuqlik meniskining hosil bo‘lishi kechikadi. 17 3.9-rasm. Adsorbsiyalanish gisterezisi Desorbsiyalanishda esa xech qanday kechikish sodir bo‘lmaydi, chunki kapillyarlar suyuqlik bilan juda xo‘llangan bo‘ladi. (Zigmondi nazariyasi). Shu sababli suyuqlik bilan kapillyar devorlari orasida xosil bo‘ladigan chet burchaklar adsorbsiya vaqtida desorbsiya 43 44 vaqtidagidan ko‘ra doimo katta bo‘ladi. Natijada kapillyarni to‘ldirgan suyuqlik menisklarning botiqligi adsorbsiya vaqtida desorbsiyadagidan doimo kam va adsorbsiya vaqtida bir xil miqdor yutilgan suyuqlikka to‘g‘ri keladigan bug‘ bosimi desorbsiya-dagidan katta bo‘ladi. Gaz va bug‘ bilan sirt orasida polikomplekslarning xosil bo‘lish mexanizmiga asoslanib, adsorbsiya izotermasi uchun BET quyidagi tenglamani taklif etgan: Bu tenglamada: K – polimolekulyar adsorbsiyaning muvozanat konstantasi, Po – to‘yingan bug‘ bosimi, P/Po – bug‘ning nisbiy bosimi, G – adsorbatning adsorbent sirtidagi konsentratsiyasi, Gmax – adsorbent sirtidagi barcha aktiv markazlar to‘yinganda adsorbatning adsorbent sirtidagi konsentratsiyasi, P – bug‘ning ayni sharoitdagi bosimi. Polimolekulyar adsorbsiyaning muvozanat konstantasi: Q1- Q2 - adsorbsiyaning sof issiqligi deyiladi. G - ning qiymatini aniqlab, adsorbentning solishtirma sirtini xisoblab topish mumkin: mol A sol S N G S ⋅ ⋅ = max bunda: NA - Avogadro soni, Smol- bitta molekula egallagan yuzasi. BET nazariyasi Lengmyur va Polyani nazariyalariga qaraganda mukammalroq bo‘lsa ham kamchiliklardan holi emas. U sirtning energetik jixatdan bir jinsli emasligini (ko‘p qavat hosil bo‘lishini faqat fizik kuchlar asosida tushuntiradi), adsorbqiyalanayotgan moddaning agregat holatini hisobga olmaydi. Shunga qaramasdan u hozirgi vaqtda adsorbsiyani amaliy jihatdan hisoblashda va har xil adsorbentlarning solishtirma sirtini aniqlashda keng qo‘llaniladi. 18 19 II BOB. IONLI ADSORBSIYA Qattiq moddalar sathida eritmalardan bo‘ladigan adsorbsiyani 1785 yilda rus kimyogari va farmatsevti T.E. Lovis o‘rgandi. Adsorbsiyaning bu turi gazlarning adsorbsiyasiga nisbatan ancha murakkab bo‘lib, Van - der - vaals kuchlari asosida sekin boradi. Buning sababi: 1) adsorbent sathidagi joy uchun adsorbat va bir qatorda erituvchi molekulalari ham raqobatlashadi; 1) adsorbat va erituvchining o‘zaro ta’sirlashishi; 2) adsorbent sathi va adsorbat ionlarining elektrostatik ta’sirlashishi. Noelektrolit va kuchsiz elektrolitlar eritmalaridan erigan modda adsorbent sathiga molekula ko‘rinishida adsorbsiyalanadi. Bu molekulyar adsorbsiya deyiladi. Adsorbsiya natijasida eritmadagi erigan modda konsentratsiyasi kamayadi. Adsorbsiyani adsorbat eritmasining dastlabki va muvozanat konsentratsiyalari farqi V bilan aniqlanadi: G = C ( 0 − C ) ⋅ m Co - adsorbsiyadan oldingi konsentratsiya, mol/l; C - muvozanat konsentratsiyasi, mol/l; V - eritma hajmi, l; m - adsorbent massasi, kg. Erigan modda molekulalarining adsorbsiyalanishi akademik Rebinder ta’limotiga ko‘ra, adsorbentning va muhitning qutbligiga bog‘liq. Agar erigan moddaning polyarligi (S) adsorbent (A) va erituvchi (B) larning polyarliklari orasida bo‘lsa, bunda erigan modda molekulalari shu adsorbentda yaxshi adsorbsiyalanadi. Ya’ni, ABE < CE < BE yoki ABE > CE > BE (BE - moddaning polyarligi bilan bog‘liq bo‘lgan dielektrik doimiylik). Erigan modda molekulalari yaxshi adsorbsiyalanishi uchun, erituvchi shu qattiq sirtni yomon ho‘llashi kerak. Masalan, aktivlangan ko‘mir yuzasida suvda erigan moddalar yaxshi adsorbsiyalanadi (3.14-rasm, 20 a-holat), silikagelda esa organik erituvchida erigan moddalar yaxshi adsorbsiyalanadi (rasmda, b-holat) 3.14-rasm. Gidrofob va gidrofil adsorbentlarda sirt aktiv moddalarning adsorbsiyalanishi Bunda adsorbsiyalangan sirt-faol (erigan) modda adsorbentning tabiatiga qarab oriyentatsiyalanadi va monomolekulyar qavat hosil qiladi. Masalan, silikagelda sirt-faol moddalarning molekulalari qutbli qismi bilan qutbli adsorbentga, qutbsiz qismi bilan qutbsiz muhit tomonga oriyentatsiyalanadi va sirtning tabiatini o‘zgartira oladi. Natijada gidrofob adsorbent gidrofil adsorbentga, gidrofil adsorbent esa gidrofob adsorbentga aylanishi mumkin. Kuchli elektrolitlar eritmasida elektrolitlar to‘la ionlashgan bo‘ladi. Bunday eritmalardan ionlar adsorbsiyalanadi. Ionlar adsorbsiyasi ko‘proq kimyoviy kuchlar ta’sirida sodir bo‘ladi va murakkabroq bo‘ladi. Ionlarni adsorbsiyalash uchun adsorbent yuzasidagi adsorbsion markazlar musbat yoki manfiy zaryadga ega bo‘lishi kerak. Tabiiyki, ba’zi adsorbent yuzasida (-) zaryad kuchliroq, boshqa bir adsorbentda (+) zaryad kuchli ifodalangan bo‘ladi, shunga ko‘ra adsorbent elektrolit eritmasidan kationlarni yoki anionlarni adsorbsiyalaydi. Eritmada qolgan qarama – qarshi ishorali ionlar adsorbent yuzasiga adsorbsiyalangan ionlar yaqiniga tortilib adsorbent – eritma chegara sirtida qo‘sh elektr qavat hosil qiladi. Ushbu elektr qavat adsorbsiyalangan ionni 21 adsorbent yuzasidan eritmaga qayta desorbsiyalanib chiqishiga yo‘l qo‘ymaydi. Ionlar adsorbsiyasi ikki xil mexanizmda boradi: 1) ion almashinish yoki ekvivalent adsorbsiya; 2) tanlanib adsorbsiyalanish. Har ikkala holda ham adsorbent sathi bilan eritmaning adsorbent sathiga tegib turgan qatlami chegarasida (Q-S) ionlarning adsorbsiyalanishi tufayli qo‘sh elektr qavat hosil bo‘ladi. Ion almashinish adsorbsiyasi. Bu adsorbsiyada amalda erimaydigan adsorbent yuzasidan ionlar eritmaga dissotsiatsiyalanadi, shu vaqtning o‘zida eritmadan ekvivalent miqdorda boshqa ionlarni shimadi. Bunday adsorbentlar ionitlar deyiladi. Ionitlar – kislota, asos yoki amfoter xarakterga ega bo‘lishi mumkin. Kislota xarakterga ega bo‘lgan ionitlar eritma bilan kation almashadi va kationitlar deb ataladi (alyumosilikatlar, silikagel, sellyuloza). Adsorbent – H+ + Ca+2 → adsorbent - Ca+2 + 2H+ (suvni yumshatishda kationitning vodorod ionlari kalsiy yoki magniy ionlariga almashinadi) Asos xarakterga ega bo‘lgan ionitlar eritma bilan anion almashadi va anionitlar deb ataladi (temir(III)- gidroksid, alyuminiy gidroksid; EDS-10, PEK, amberlayt T-400 ). Adsorbent – OH- + HCl → adsorbent - Cl- + H2O (suvni kislotalardan tozalashda anionitlardan foydalaniladi). Amfoter ionitlar sharoitga qarab kation yoki anion almashadi. Ion almashinish qaytar jarayon. Ionitlar regeneratsiya qilinib qayta qo‘llanishi mumkin. Bir gramm ionit 3-10 milli-ekvivalent ionni almashtira oladi, bu uning ion almashinish sig‘imini ko‘rsatadi. Ionitlar kattaligi 0,3–1,5 mm donalar holida ishlatiladi. 2.1 Asrorbentlar va ularning xarakteristikasi Ma`lumki har qanday adsorbentning gazlarni yutish qobiliyati uning g`ovakligiga, fizik xossalariga bog`liq. Gazlar kristall adsorbentlardan ko`ra amorf adsorbentga yaxshiroq adsorblanadi, chunki amorf adsorbent sirti tekis bo`lmay, 22 ga`dir-budur bo`ladi. kristall adsorbentda esa asosan qirra va cho`qqilar adsorbsiyada ishtirok etadi. Adsorbent eng muhim xossalaridan biri ularning g`ovakligi hisoblanadi. G`ovaklarning hajmini o`lchash uchun paromer deyiladigan maxsus asbob qo`llaniladi. G`ovak adsorbentlarning solishtirma sirti katta bo`ladi. Eritmalarda sodir bo`ladigan reaksiyalar natijasida cho`kma holida ajralib chiqadigan (masalan, BaSO4) yoki qattiq jismlarni maydalab tayyorlanadigan nog`ovak adsorbentlarning solishtirma sirtlari kichik bo`ladi (1-10 m2/g); ular kam ishlatiladi. Ko`proq ishlatiladigan nog`ovak adsorbentlar jumlasiga organik va kremniy organik moddalarning chala yonish mahsulotlari (qora qurum, oq qurum) shuningdek, kremniy galogenidlari (SiCl4, SiF4) ning suv bug`I bilan gidrolizlanish mahsulotlari (aerosillar) kiradi. Bu adsorbentlarning solishtirma sirtlari 100 m2/g ga yetadi. Adsorbe nt xili Sso l, m2/ g Dispersligi va strukturasi Vakillari Nog`o vak 1- 10 Dag`al dispers mikrog`ovak struktura Oksidlar, tuzlar Adsorbe ntlar 100 Yuqori dispers mikrog`ovak struktura Grafitlangan qurum, oq qurum, aerosil* G`ovak adsorbe ntlar 100 - 100 0 Korpuskulyar, po`rsildoq va kristallik strukturalar Silikagel, alyumogel, aktivlangan ko`mir, g`ovak shixta, seolitlar 23 Aktiv ko`mir gidrofob adsorbent bo`lib, suv bug`ini yomon, uglevodorodlarni yaxshi adsorbilaydi. Suv bug`ini yuttirish uchun silikat kislotani suvsizlantirish natijasida hosil bo`ladigan gidrofil adsorbent – silikagel ishlatiladi. Sanoatda turli markali silikagellar ushlab chiqariladi. Kichik konsentratsiyadagi gaz qattiq adsorbentga yutilganda gaz molekulalari adsorbentning faqat aktiv markazlariga adsorblanib, monomolekulyar qavat hosil qiladi. Temperaturaning ortishi va bosimning pasayishi yutilgan gazni desorbsiyaga uchratadi. Shu sababli moddalarni havo muhitidan ajratib olishda, gaz va bug`larni tozalashda adsorbtsion –desorbsion metodlar sanoat miqyosida qo`llaniladi. Qattiq adsorbent sirtiga eritmadagi modda adsorbilanganida, albatta, erigan modda bilan erituvchi modda ham yutiladi. Shunga ko`ra eritmada bo`ladigan adsorbsiya “raqobatli” xarakterga ega; erituvchi bilan eruvchi adsorbent sirtini band etishga intiladi. Eritmadan elektrolitlar ham, noelektrolitlar ham adsorbilanishi mumkin. Shunga ko`ra adsorbsiya monomolekulyar adsorbsiya va ionli adsorbsiya deyiladigan 2 sinfga bo`linadi. Ko`pincha moddalar adsorbentga tanlab yutiladi. Desorbsiyani amalga oshirishda adsorbent sirtini suyuqlik bilan yuvishda foydalaniladi va bu jarayon elyutsiya, yuvish uchun ishlatilgan suyuqlik esa elyuent deb ataladi. Ionli kolloid zarrachalar sirtida ayniqsa yaxshi adsorblanadi, shu sababli, kolloidlarda elektr zaryadining miqdori va ishorasi shu ionlarning borligiga bog`liq. Qattiq jismga birinchi navbatda shu jismning kristallik panjarasi tarkibida bo`lgan ionlar adsorblanadi. Ba`zan adsorbent o`z tarkibidagi ionlardan birini elektrolit ionlariga almashtiradi. Bunday adsorbsiya almashinish adsorbsiyasi deyiladi. Agar elektrolit eritmasidagi anion va kation ekvivalent miqdorda adsorbilansa, molekulyar adsorbsiya yuzaga chiqadi. Agar tarkibida bir necha modda aralashmasi bo`lgan eritma qalin adsorbent ustunidan (masalan, adsorbent to`ldirilgan naydan) o`tkazilsa aralashmadagi har qaysi modda adsorbentning 24 ma`lum qismlariga adsorbilanadi, natijada adsorbent qavatida bir necha zona hosil bo`ladi. bu hodisani M. S. Svet 1903 yilda tekshirgan. Uni xromatografik adsorbsion analiz deb atagan. 2.2 Ionli adsorbsiya va Dyuklo-Trauble qoidasi Adsorbilanayotgan modda konsentratsiyasi ortishi bilan sirt taranglik qancha kamaysa, ushbu moddaning sirt faolligi va Gibbs adsorbsiyasi shuncha yuqori bo‘ladi. Sirt faol moddalar uchun: g > 0; dσ dc < 0; Gi > 0, Sirt nofaol moddalar uchun g < 0; dσ dc > 0; Gi < 0 bo‘ladi. Quyidagilar aniqlangan: 1)Moddaning qutbliligi kamayishi bilan sirt faollik (g) ortadi. Shuning uchun organik kislotalarning sirt faolligi ularning tuzlarining sirt faolligidan yuqori bo‘ladi: gC5H11COOH > gC5H11COOK 2)Gomologik qatorda uglevodorod radikalining uzunligi ortishi bilan ularning sirt faolligi ortadi. Dyuklo va Traube qoidasi: Suvli eritmalarda to‘yingan yog‘ kislotalarning uglevodorod zanjiri bitta – CH2 guruhga uzayganda ularning sirt faolligi 3 ’ 3,5 marta oshadi. Gomologik qatorda 2 ta qo‘shni a‘zolar adsorbsiyasida bajarilgan ishning farqini hisoblaymiz: Demak, Dyuklo-Traube qoidasining mohiyati har bir – CH2 guruhning adsorbsiya ishi o‘zgarmas bo‘lib, 3,5 kj/mol ga yaqinligini bildiradi. 25 Dyuklo – Traube qoidasiga spirtlar va aminlarning eritmalari ham bo‘ysunadi. Bu qoida faqatgina suyultirilgan eritmalar uchun to‘g‘ri bo‘lib, SAMlarning konsentrlangan eritmalarida chetga chiqishlar kuzatiladi. Chunki SAMning konsentrasiyasi ortishi bilan adsorbsion qavatning siqilishi tufayli ―qoziqdevor hosil bo‘ladi.‖ Fazalar chegarasida adsorbilangan molekulalarning joylashuvi: a – Kichik konsentrasiyalarda; b – o‘rta konsentrasiyalarda; d – adsorbsiya maksimal bo‘lgan holatlarda to‘yingan qavatda (Lengmyur qoziqdevori). 1908 yilda B.A. Shishkovskiy empirik yo’l bilan suvli eritmalarda SAMlarning sirt tarangligi bilan ularning konsentratsiyalari orasidagi bog’lanishni ifodalovchi tenglama yaratdi: ∆ σ = σ 0 − σ = B + ln ¿ 1+AC) bu yerda σ 0 –suvning sirt tarangligi; σ – eritmaning sirt tarangligi; C – eritmaning konsentratsiyasi; B – konstanta; A – solishtirma kapillyar doimiylik bo‘lib, u uglevodorod radikali bitta – CH2 guruhga uzayganida 3 3,5 marta ortadi. Ion adsorbsiyasi – kuchli elektrolitlar eritmalaridan ionlarning adsorbsiyalanishi bo‘lib bunda erigan modda ionlar ko‘rinishida adsorbilanadi.  Ion adsorbsiyasining o’ziga xos xususiyatlari:  Zaryadlangan ionlar adsorbilanadi, molekulalar emas;  Adsorbsiya faqat qutbli adsorbentlarda sodir bo‘ladi;  Adsorbsiya qo‘sh elektr qavat hosil bo‘lishi bilan sodir bo‘ladi; 26  Adsorbsiya tanlab ta‘sir etuvchan hisoblanadi. Bitta adsorbentga ham kation, ham anion bir xil adsorbilanmaydi;  Ionli adsorbsiya uchun almashinish adsorbsiyasi xos. 27 2.3 Ionli adsorbsiyaga ta’sir etuvchi omillar 1. Adsorbentning kimyoviy tabiati. Adsorbentning qutbliligi qancha yuqori bo‘lsa, u suvli eritmalardan ionlarni shuncha yaxshi adsorbilaydi. Faol markazda musbat zaryad bo‘lsa anionlar, manfiy bo‘lsa kationlar adsorbilanadi. 2. Ionlarning kimyoviy tabiati. a) Ionlar adsorbsiyasiga ion radiusi qiymati katta ta‘sir etadi. Bir xil zaryadli ionlardan qaysisining ion radiusi katta bo‘lsa, u shuncha yaxshi adsorbilanadi. Shunga mos ravishda ionlarning radiuslari ortgan sari ularning qutblanuvchanligi ortadi. Shu bilan birga ionlarning radiuslari ortishi bilan ularning gidratlanishi kamayadi, bu ham adsorbsiyani yengillashtiradi. Shularga bog‘liq holda ionlarni adsorbilanish xususiyati ortib boradigan qatorga joylashtirish mumkin. Bu qator liotrop qator yoki Gofmeyster qatori deyiladi: Li + < Na + < K + < Rb + < Cs + Ionlarning gidrat qobiqlarining o‘lchami b) Ionning zaryadi qancha katta bo‘lsa, qattiq jism sirtidagi qarama- qarshi zaryadlangan ionlar bilan shuncha kuchli tortishadi va kuchli adsorbilanadi: 28 Panet – Fayans qoidasi: Kristall sirtida kristall (yadro) tarkibiga kiruvchi yoki izomorf ionlar yaxshi adsorbilanadi. Masalan: Mitsella (lotincha mica –ushoq, burda, zarra) - suyuq dispersion muhit bilan kolloid eritma dispers fazasining alohida zarrachasi 29 Panet-Fayans qoidasiga binoan, qattiq adsorbentlarga shu adsorbent tarkibiga kiradigan yoki adsorbent bilan umumiy guruhga ega bo‘lgan izomorf ionlargina adsorbsiyalanadi. Masalan, tanlangan adsorbsiyani quyidagi misolda ko‘rsatish mumkin: Fe(NO3)3 + 3NaOH → Fe(OH)3↓ + 3NaNO3 Bu jarayonda hosil bo‘lgan Fe(OH)3 cho‘kmasi qattiq fazali adsorbat vazifasini bajaradi. Agar shu sistemaga ortiqcha miqdorda NaOH yoki Fe(NO3)3 qo‘shilsa tanlangan adsorbsiyaga Na+ , NO  3 ionlari emas, faqat OHva Fe3+ ionlari bo‘lishi oqibatida adsorbent va adsorbatlarning OHva Fe3+ ionlari orasidagi moyillik holati kelib chiqadi. Tanlangan adsorbsiya ionlarning zaryad soniga, radiusiga, gidratlanish darajasiga bog‘liq bo‘ladi. Ko‘p valentli ionlar bir valentli ionlarga qaraganda kuchliroq adsorbsiyalanadi. Bir xil zaryadga ega bo‘lgan ionlar o‘lchamlari va gidratatsiyasi darajasiga qarab adsorbsiyaga moyilligi turlicha bo‘ladi va liotrop qatorlardan joy oladi: Cs+ < Rb+ < K+ < Na+ < Li+ CN- < J- < NO  3 < Cl Tanlangan adsorbsiya yordamida kerakli adsorbentlarni tanlab olib, murakkab aralashmalardan kerakli moddalarni ajratib olish mumkin. 30 Har bir antitelo aniq bir begona oqsil (antigen) bilan birikadigan immunli oqsillar (antitelolar) tanlash qobiliyatiga egadir. Buyrak va siydik yo‘llarida tosh hosil bo‘lishi jarayoni ham tanlangan adsorbsiyaga asoslangan. Adsorbsiyalanayotgan modda miqdorining konsentrasiya, harorat, bosim va boshqa omillarga bog‘liqligini ko‘rsatadigan egri chiziq adsorbsiyalanish izotermasi deyiladi yoki qisqacha izoterma deyiladi. Ion almashinish xususiyatiga ega bo’lgan sorbentlar ionitlar deb ataladi. Ular quyidagi 3 turga bo’linadi: 1. Kationitlar - kislotali sorbentlardir. Ularning funksional guruhlari karboksil, gidroksil va sulfoguruhlar bo‘lib (masalan, silikagel, sellyuloza) ular adsorbent bilan kation almashinish orqali ta‘sirlashadi. 2. Anionitlar-asosli adsorbentlar bo‘lib, (masalan, Al(OH)3, Fe(OH)3) funksional guruhlari adsorbent bilan anion (OH- , Cl- , SO 2  4 ) almashinish orqali ta‘sirlashadi. 3. Amfoter ionitlar – tarkibi jihatdan H+ SO3 – R – N + (CH3)3OHga (R – organic polimer) yaqin bo‘lgan sorbentlar bo‘lib, sorbat bilan ham kation (H+ hisobiga), ham anion (OHhisobiga) almashinish orqali ta‘sirlashadi. Ion almashinish adsorbsiyasining o`ziga xos xususiyatlari: 31 O‘ziga xosligi ya‘ni berilgan (ayni) adsorbent faqatgina ma‘lum ionlarnigina almashishi mumkin; Qaytmas bo‘lishi mumkin; Molekulyar adsorbsiyaga nisbatan sekin boradi; H + yoki OHionlari almashganida muhitning pH qiymati o‘zgarishi mumkin. Eritmalar bilan ion almashinish xususiyatiga ega bo‘lgan adsorbentlar ionitlar deyiladi. Odatda kation almashinuvchi smolalar fenolsulfokislotani formaldegid bilan kondensatsiyalash yo‘li bilan olinadi. Tayyor kationitlar qora yoki to‘q-qo‘ng‘ir rangli, zarrachalarining o‘lchami 0,5 2 mm bo‘ladi. Anion almashinuvchi smolalar mochevina, anilin va n- fenilendiaminlarning formaldegid bilan kondensatsiyalanishidan sintez qilinadi. Ion almashinuvchi smolalar ishlatilishidan oldin qayta ishlanadi. Qayta ishlash quyidagicha amalga oshiriladi: Kationitlarga distillagan suv quyiladi va bo‘kishi uchun 1-2 sutka qoldiriladi. So‘ngra suv yo‘qotiladi (ajratib olinadi), bo‘kkan smolaga esa 2N xlorid kislota qo‘yiladi va kislota bilan birga 1 sutka qoldiriladi; So‘ngra kislota to‘kib yuboriladi va toki neytral muhit hosil bo‘lguncha smola zarrachalari yuviladi (metiloranj sinamasi). Bunday qayta ishlash natijasida H-shaklli kationit olinadi. Anionitlar ham kationitlar kabi 1-2 sutka suvda bo‘ktiriladi, keyin suv yo‘qotilib, 1N natiriy ishqori bilan 1 sutka qoldiriladi. So‘ngra smola neytral muhit hosil bo‘lguncha suv bilan yuviladi (fenolftalein sinamasi). Shunday qilib, OHshakl anionit hosil bo‘ladi. Kationitlarni regeneratsiya qilish uchun ular orqali 2N xlorid yoki sulfat kislota o‘tkaziladi. Agar kationitga avval Ca2+ ionlari adsorbilangan bo‘lsa, regeneratsiyani quyidagicha ifodalash mumkin: 32 R2Ca + 2HCl ↔ 2R – H + CaCl2 Anionitlarni regeneratsiya qilish uchun ularga 1N ishqor eritmasi bilan ishlov beriladi. Agar anionit avval SO4 2- ionlarini yutgan bo‘lsa, uning regeneratsiyasini quyidagicha tasvirlash mumkin: R2SO4 + 2NaOH ↔ 2ROH + Na2SO4 Ion almashinish va tanlangan adsorbsiyani biologik va tibbiy ahamiyati. Odam organizmida turli toksinlar va boshqalar to'qimalar va hujayralar orqali tanlab adsorbsiyalanadi. Masalan, qoqshol, botulizm va boshqa kasalliklarni qo'zg'atuvchi toksinlar avvalo markaziy asab sistemasi hujayralarini shikastlantiradi, dizenteriya qo'zg'atuvchi toksinlar — vegetativ asab sistemasini zararlantiradi, toshmali tifda ko'pincha teri, miya va qisman yurak tomirlari shikastlanib, og'ir oqibatlar kelib chiqishiga sabab bo'ladi. Ionitlar tibbiy maqsadlarda keng qo‘llanadi. Masalan, chaqaloqlarning sun‘iy oziqlarini tayyorlashda, qon va limfalarni konservatsiya qilish jarayonlarida, sof antibiotiklar olishda, me‘da-ichak yo‘lidagi zaharli moddalar, toksinlarni tozalashda keng qo‘llanadi. Immun sistemasi faoliyatining asosiy fizik-kimyoviy mexanizmi adsorbsiya jarayoniga asoslangan. Immun oqsillari (antitelolar) juda katta tanlangan adsorbsiya qiymatiga ega. Ular organizm uchun yot bo'lgan ma'lum tur oqsillarga (antigenlarga) adsorbsiyalanib, ularni eritib yuboradi. Elektron mikroskopik tekshirishlar shuni ko'rsatadiki, antitelolar, masalan, ich terlama bakteriyalari ustida bir xil adsorsiyalanmasdan, «faol markazlar» bo'yicha adsorbsiyalanadi. Buyrak va siydik yo'llarida tosh hosil bo'lishi jarayoni ham tanlangan adsorbsiyaga asoslangan. Buyrak biosuyuqliklari tarkibida Mg2+, Ca2+, PO3 4 va C2O2 33 4 ionlarining konsentratsiyasi ortganda ularning eruvchanlik ko'paytmalari kritik konsentratsiyasiga yetib kalsiy va magniy fosfat yoki oksalat tuzlari holida cho'kma hosil qiladi. Bu jarayon natijasida tanlangan adsorbsiya hisobiga suvda erimaydigan tuzlarga moyilligi katta bo'lgan ionlar adsorbsiyalanadi, natijada qattiq faza yiriklashib buyrak va siydik yo'llarida qum va tosh hosil bo'ladi. 109 Tibbiyotda ishlatiladigan «adsorbsion terapiya» deb ataladigan ba'zi davolash usullari adsorbsiyaga asoslangandir. Masalan, me'da-ichak sistemasiga tashqi muhitdan tushgan zaharli moddalarni yoki ichaklarga turli organlardan ajralib chiqqan zaharli gazlarni (meteorizm) karbolenga (faollangan ko'mir) adsorbsiyalantirish orqali chiqarib yuboriladi. Tibbyotda turli xil moddalar bilan zaharlanganda qo'llanadigan adsorbentlar quyidagi jadvalda keltirilgan. 34 XULOSA Xulosa qilib shuni aytish mumkinki, Molekulyar va ionli adsorbsiya kimyoviy jarayonlarning muhim turlaridan biridir. U asosan yuzaga bir qatlam qismidan molekulalarning yoki ionlarning tasvirlangan to'plami bilan boshqariladi. Bu jarayonlar adsorbent va adsorbat orasidagi molekulyar tadbirlar o'zaro ta'sir etadi. Molekulyar va ionli adsorbsiya asosida quyidagi muhim nuqtalar ko'rsatilishi mumkin: Adsorbsiya va adsorbentlar tavsifi: Adsorbsiya, molekulyar yoki ionli tuzilishlarning yuzasida qatnashish jarayonidir. Adsorbentlar, bu jarayonda molekulalarni yoki ionlarni qabul qilish uchun masofa yaratuvchi materiallar bo'ladi. Adsorbentlar va adsorbatlar orasidagi molekulyar o'zaro ta'sir: Adsorbsiya jarayonida adsorbent va adsorbatning molekulyar tadbirlari juda muhimdir. Adsorbent, adsorbat bilan molekulyar interaksiyalarga kiradi, bu esa adsorbatning adsorbent yuzasiga qo'shilishini ta'minlaydi. Adsorbsiya jarayonining belgilanishi va tushunchalari: Adsorbsiya jarayonini belgilash uchun bir nechta muhim parametrlar mavjud, masalan, adsorbent va adsorbatning xususiyatlari, temperatur, va adsorbsiya jarayonining tezligi kabi. Bu tushunchalar jarayonni tahlil qilish, boshqa kimyoviy jarayonlarga o'xshashligini aniqlash va natijalarni taxmin qilishga yordam beradi. Molekulyar va ionli adsorbsiya asosida, adsorbent va adsorbatning xususiyatlari, jarayonning belgilanishi va molekulyar tadbirlar o'zaro ta'sir ko'rsatadi. Bu esa materiallar kimyoviy sintezlashdan to'qqa chiqqan yangi materiallar, katimlar va filtrlar kabi amaliyotiy mahsulotlarning yaratilishida o'zgaruvchanligini oshiradi. 35 FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR 1. Z.A. Sulaymonov, D.A. Hazratova, S.A. Karomatov., “Kalloid kimyo”., Buxoro 2022 2. Dehqonov R.S. Namangan davlat universiteti., Tabiy fanlar fakulteti, Kimyo kafedrasi, “Kolloid kimyo” masala va mashqlar. Namangan 2016 3. Islomov F.F. Akchurina D.A., SamDU magistranti, SamDU fizika fakulteti katta o’qituvchisi., “Xemosorbsiya, adsorbsiya hodisalarida yuzadagi markazlarni modellashtirish usullari” 4. Sh. Sh. Xudoyberdiyev, O. I. Radjabov., “Yuqori molekulyar birikmalar fizikasi va kimyosi (II-qism)” 5. Sh. Sh. Xudoyberdiyev, O. I. Radjabov., “Yuqori molekulyar birikmalar fizikasi va kimyosi (I-qism)” 6. Polimerlar kimyosi va fizikasi (M.Asqarov, I.Ismoilov) 7. Polimerlar kimyosidan praktikum (O_.Musayev va b.) 8. Yuqori molekulyar birikmalar.Babayev.B.( Yuqori molekulyar birikmalar. ii-qism. dexqanov r.) 9. N.A.Parpiyev, H.R.Rahimov, A.G.Muftaxov. asoslari. Toshkent. «O'zbekiston». 2000 y.Anorganik kimyo nazariy 10. Q.Ahmerov, A.Jalilov, R.Sayfutdinov Umumiy Toshkent. «O'zbekiston» 2003 y.va anorganik kimyo. 11. Y.M.Maqsudov. "Polimer materiallarni sinash bo'yicha amaliyot". Toshkent, "O'qituvchi", 1984 yil 8-22, 27-42-betlar 12. Y.M.Maqsudov. "Polimer materiallarni sinash bo'yicha amaliyot". Toshkent, "O'qituvchi", 1984 yil 43-107-betlar 13. M.A. Asqarov, I.I Ismoilov. “Polimerlar kimyosi va fizikasi”., Toshkent <<O’zbekiston>> Nashriyoti-matbaa ijodiy uyi., 2004 36

Molekulyar va ionli adsorbsiya_KOLLOID KIMYOSI_Molekulyar va ionli adsorbsiya_KOLLOID KIMYOSI_Molekulyar va ionli adsorbsiya_KOLLOID KIMYOSI

Купить