Біртекті беттегі газдар мен булардың адсорбциясы

226
Тҥбегейлі алатнымыз 
(8.17) 
(8.18) 
АB - адсорбция нәтижесінде қалыптасқан кешен; K - квази-химиялық тепе-
теңдік тҧрақтысы. Адсорбат концентрациясының (қысымның) артуымен 
тепе-теңдік адсорбциялық кешеннің пайда болуына қарай ауысады. 
Адсорбциялық тепе-теңдік тҧрақтысының теңдеуі келесідей жазылған: 
К = С
АВ
/(С
А
С
В
), 
(8.16) 
мҧндағы С
АВ
= А; С
А
= А
0
= А
∞
- А; А —адсорбцияның шамасы; А
∞
—
адсорбциялық орталықтардың саны (моноқабаттың ыдысы); А
0
—Беттің 
бірлігіне немесе адсорбенттің массасына арналған бос адсорбциялық 
орталықтар саны. 
Осы белгілермен тепе-теңдік константасы мына жолмен кӛрсетілуі 
мҥмкін:
(8.18) теңдеуде адсорбат С концентрациясының орнына p адсорбаттың 
қысымын пайдалануға болады.Ӛрнек (8.18) молекулалық массалық 
адсорбция ҥшін Лангмюр теңдеуі деп аталады. 8.3 Суретте. осы теңдеуде 
сипатталған изотерманы кӛрсетеді. Ӛте сҧйылтылған ерітінділер ҥшін, С 
→ 0 ҥшін теңдеудің KC (8,18) алымында бірліктен аз болады және теңдеу 
мынадай форманы алады: (8. 19)
(8.19) 
Алынған теңдеу Генри теңдеуі A = К
Г
С болып табылады, онда K
Г
= A
∞
K. 
Теңдеу (8.19) кӛрсеткендей, ӛте сҧйылтылған ерітінділер ҥшін, адсорбция 
кӛлемі адсорбат концентрациясы ӛскен сайын артады. 
Ленгмюр теңдеуі S
уд
адсорбенттердің нақты бетінің ауданын анықтау ҥшін 
пайдаланылуы мҥмкін. Ол ҥшін келесі теңдеу қолданылады 
(8.20) ( 8 . 2 0 )
мҧндағы N
А
—Авогадро саны; s
0
— қаныққан моноқабаттағы адсорбаттың 
бір молекуласының алатын алаңы. K және A 
∞
тҧрақты мәндерін анықтау 
ҥшін нақты бетті есептеу кезінде Ленгмюр теңдеуінің сызықтық тҥрін 
пайдаланыңыз (8.4-сурет): 
Ленгмюр теңдеуі адсорбция мономолекулярлы Ленгмюр қабатын қҧрап 
жҥретін жағдайда ғана қолданыла алады 

227
Бҧл жағдай газдар мен булардың сіңірілуі кезінде немесе ӛте суытылған 
ерітінділерден сіңірген кезде ӛте қатаң орындалады. Кӛп
жағдайларда адсорбция процесі мономолекулалық қабаттың қҧрылуымен
8.3. сурет Адсорбция Изотермасы 8.4.сурет Сызықтық теңдеудің
координаттарындағы 
адсорбциялық изотерма. 
аяқталмайды, ал екінші, ҥшінші немесе одан да кӛп адсорбциялық қабаттар 
жҥйелі тҥрде қалыптасады. Мҧндай жағдайларда басқа теориялар 
адсорбциялық процестерді сипаттау ҥшін қолданылады. Гиббстің 
адсорбциялық теңдеуі.Сҧйық ерітінділерден шығатын беткі-белсенді 
заттардың адсорбциясы. Ерітіндіден шығатын адсорбция сипаттамасына 
кӛшкенге дейін, беттік кернеу мен жҥйенің қҧрамдас бӛліктерінің 
химиялық потенциалы арасындағы байланыс алынады. Ол ҥшін Гиббстің 
артық әдісімен жазылған теңдеуін (8.5) қолданамыз:
(8(8.21) 
Гиббстің артық шамалар әдісінде беттік қабат кӛлемі жоқ, pdV термині 
нӛлге тең. Егер фазалық бӛліну беті зарядталмаса, qdq термині нӛлге тең 
болады. Сол кезде (8.21) теңдеудің мынадай тҥрде жазылуы мҥмкін: 
(8.22) 
Дифференциалды белгісінің астында ҥлкен массалы шамалар бар, ол
келесідей тҥрде жазылуы мҥмкін: 
(8.23) 
(8.24) теңдеуінен (8.21)алып тастай отырып, мынаны аламыз 
(8.25) 
Температура тҧрақты болған жағдайда, мынаны жазуға болады 

228
8.5.сурет ерітіндінің беттік 
кернеуінің изотермасы 
(8.26) 
Теңдеудің сол және оң жақтарын фазааралық жазықтық бетінің алаңына 
бӛліп және n
is
/s қатынасы артық адсорбция екенін (8.26) ескеріп, тҥбегейлі 
тҥрде келесіні
. 
(8.27) 
(8.27) Теңдеуі негізгі адсорбция Гиббс теңдеуі деп аталады. 
Еріткіштің химиялық потенциалын адсорбциялау кезінде назардан тыс 
қалдыруға болатын, С сҧйылтылған заттың концентрациясы бинарлық 
сҧйылтылған ерітінді ҥшін, (8.27) теңдеу кең таралмаған электроблоктар 
ҥшін Гиббс теңдеуіне айналады.
(8.28) 
Мҧндағы R — әмбебап газ тҧрақтысы; Т — температура. 
(8.28) Теңдеуі субстанцияның заттың адсорбцияға дζ/дС туындысы 
арқылы әсер етуін суреттейді. Бҧл туынды қҧрал артық адсорбция белгісін 
анықтайды. Шоғырланудың туындыға әсерін болдырмау ҥшін, С →0; оның 
шекті мәнін алыңыз; бҧл сан беттік белсенділік деп аталады және g арқылы 
белгіленеді: 

жүктеу/скачать 9,08 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: