МС. Жайлауов физикалық химия мазмұНЫ
§ 36. КАТТЫ ДЕНЕ — ГАЗ ЖАНАСУ ШЕГІІПНДЕІ АДСОРБЦИЯ
жүктеу/скачать 1,05 Mb.
|
ÐС. ÐайлаÑов ÑизикалÑÒ Ñ Ð¸Ð¼Ð¸Ñ Ð¼Ð°Ð·Ð¼Ò±ÐЫ-emirsaba.org
| § 36. КАТТЫ ДЕНЕ — ГАЗ ЖАНАСУ ШЕГІІПНДЕІ АДСОРБЦИЯ
Газдардын қатты денемен жанасу бетінде адсорбциялануы екі компоненттен тұратын ең қарапайым система. Қөптеген тәжірибе-лер көрсетіп отырғандай, адсорбцияланған газдьщ мөлшері оны адсорбциялайтын активті беттің ауданы көбейген сайын артады екен. Үлкен мәндегі адсорбция құбылысын жүргізу үшін сіңіретін заттың активті беті (ауданы) үлкен болуы қажет. Адсорбенттің өзіне сіңіру қабілеті, оның тек қуыстығымен ғана анықталып қой-мастан, оның физикалық күйімен де сипатталадьг айталық, аморф-ты күйдегі адсорбент, кристалды куйдегіден гөрі әлдеқайда артык-тау адсорбциялайды, яғни аморфты күйдегі адсорбенттің адсорб-циялау қабілеті басым. Қолданылмалы жағдайда қатты адсорбенттер ретінде ағаштан және сүйектен алынатын активтелген көмір, силикагель, оксидін тотықсыздандыру аркылы алынған аса жоғары дисперстелген (ұн-тақталған) металдар жиі қолданылады. Активтелген көмірді арна-йы жағдайдағы шартқа сәйкес, ағаштардың арнайы түрін өңдеп алады. Осылайша алынған ағаш көмірі әлі активті емес. Оны ак-тивтендіру үшін, яғни ағаш көмірінің активті бетін көбейту мақса-тымен оны термиялық әдіспен өңдейді. Бұл процесс”су буы мен кө-міртек (IV) оксидінің атмосферасында 973—Н73Қ температурада жүреді. Мүндай жағдайдағы ағаш көмірі көміртек (IV) оксидімен және су буымен әрекеттесіп, көміртек (II) оксидін және сутек тү- 37-сурет 167зеді. Осы өңдеу нәтижесіндегі көмір кұрылымының өзгеруі 37-су-ретте көрсетілген. Активтелген көмір улы газдармен жұмыс істегенде, өнеркәсштегі өндірістік ауаны тазартуда қолданылады. Активтелген көмірдщ өте жоғары адсорбциялық қабілет көр-сетуі ондағы активті бетгің жақсы дамуында. Мысалы, мұндай активтелген көмірдің бір грамындағы қуыс беттерді жинастырса, онда ол 300 — 1000 м2 ауданға теңеледі. Әрине мұнда улкен моле-кулалық күш өрісі туындайды да, ол көмір — газ арасындағы жанасу беттегі энергия қорын арттырады. Осы беттегі бос энергия есебінен газ көмір бетіне адсорбцияланады, яғни активті көмір бе-тіндегі газ концентрациясы артып, айналадағы газ азаяды. Көптеген зерттеулер көрсеткендей, газ молекулаларының ак-тивті көмір бетінде болу мерзімі өте аз екен; ол адсорбент бетінде бір секундтың жузден, тіпті, мыңнан бір бөлігіндей ғана уақыт болып, басқа бөлшекпен ауысады. Бұл құбылыстың соңында бос жүрген молекулалар арасында динамикалық тепе-теңдік орнайды. Мұндай динамикалық тепе-теңдікке жету жылдамдығы әр түрлі газдар үшін әр мәнде болады: мысалы, активтелген көмір көмір-тек (IV) оксидін адсорбциялағанда тепе-теңдік 20 секундтан кейш орнаса, оттекті адсорбциялағанда 2,5 сағатта, ал азотты адсорб-циялағанда 20 сағатта орнайды екен. Ал адсорбция жылдамдығы-ның маңызы ерекше. Мысалы, улы газдармен жұмыс жүргізгендегі адсорбциялық құбылыстың жылдамдығы өзінен-өзі ерекше, өйт-кені оны тез арада тазаламаса, онда мұндай ортада жұмыс істеу мүмкін емес. Кейде оның жылдамдығын улы газ өтетін адсорбент қабатын қалындату арқылы да арттырып, адсорбция әсерін жоға-рылатады. Улы газдармен жұмыс істегенде одан қорғаушы құрал ретінде қолданылатын аспаптағы активтелген көмір көптеген улы газдар мен қосылыстарды өзіне адсорбциялап, үстап қана қоймай олар-дың басым көпшілігіне катализатор ретінде әсер етіп, ыдыратады. Мысалға аса улы қосылыс — фосгеннің активтелген көмір бетінде адсорбция әсерінен ұсталып, сонан соң оньщ катализдік процесс салдарынан ыдырауын келтіруге болады: немесе хлорпикрин улы қосылысын алсақ: Көптеген тәжірибе көрсетіп отырғандай, адсорбция құбылысы тек өзіне сіңіретін заттың ғана қасиеті мен кұрылысына тәуелді емес, ол ондағы сіңетін заттың да сипатына байланысты екен (11-таблицада түрақты қысым кезінде кейбір газдардың көмірге ад-сорбциялануы келтірілген). Адсорбция қүбылысын түсіндіруге арналған бірнеше теория бар. Олардың бірі — физикалық теория. Бұл теорияға орай, ад-сорбциялық куш табиғаты молекулааралық күштердің пайда бо-луына сәйкес келеді. Ал енді химиялық теорияға жүгінсек, адсорб-ция жүретін беттегі орналасқан молекулаларда болатын қанық- 168 жүктеу/скачать 1,05 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|