§ 12 . ADSORBSIYA ISSIQLIGI - Z. A. Sulaymonova, D. A. Hazratova, S. A. Karomatov kolloid kimyo

§ 12 . ADSORBSIYA ISSIQLIGI
Tayanch so‘z va iboralar: Adsorbsiya issiqligi haqida umumiy tushuncha,
qattiq jism sirtidagi adsorbsiya,, sirt faol va sirt passiv moddalar, Gibbs va
Shishkovskiy tenglamalari, ionlar adsorbsiyasi
Suyuq-gaz chegara sirtidagi adsorbsiya
Suyuqlik sirtiga adsorbsiyalanganda suyuqlikning sirt tarangligini
kamaytiruvchi moddalar sirt faol moddalar deyiladi. Masalan, suvga organik
kislota yoki spirt (aldegid, keton, murakkab efir, oqsil va h.k.) aralashtirilsa ular
suvning qavatida ko‘p yig’ilib suvning sort tarangligini kamaytiradi.
suyuqlikning sirt tarangligini oshiruvchi moddalar esa sirt noaktiv moddalar
deyiladi. Suyuqlikning sirt tarangligini o‘zgartirmaydigan moddalar sirt farqsiz
moddalar deyiladi. Bularga disaxarid va polisaxaridlar kiradi.
Sirt faol moddalar assimetrik tuzilishdagi molekula bulganligi sababli ular
suv -xavo (suv — bug’), suv- uglevodorod (suv-yog’), suv - qattiq
jism kabi
sirtlarga adsorbilanadi. Sirt faol moddani O— shaklida (yoki O~ shaklda)
belgilanadi. Bu shaklning doira qismi qutubli gruppalarni to‘g’ri chiziq qismi
72
esa uglevodorod radikallarini bildiradi. Molekulaning gidrofil’ qismi suvda,
gidrofob qismi qutbsiz fazada bo‘lganida izobar potentsial minimal qiymatga
ega bo‘ladi.
Sirt faol moddalar suvdagi eritmalarida dissotsilanish qobiliyatiga qarab
ionlanmaydigan va ionlanadigan (kation, anion, amfoter) sirt faol moddalarga
bo‘linadi.
Kation sirt faol moddalarga birlamchi, ikkilamchi, uchlamchi
alifatik va aromatik aminlarning tuzlari, va alkilga alkilga almashingan
ammoniy asoslarining tuzlari kiradi. Musbat zaryadli zarrachalarga ega bo‘lgan
dispers sistemalar hosil qilishda kation sirt faol moddalardan foydalaniladi. Ular
yaxshi flokulyant – koagulyant sifatida suvlarni tozalash va qurilish ishlarida
qo‘llaniladi. Anion sirt faol moddalar suvda sirt faol anionlar hosil qiladi. Ular
jumlasiga: a) ba`zi karbon kislotalar va ularning tuzlari (C
17
H
35
COONa-natriy
steorat (sovun), C
17
H
33
COONa-natriy oleat, C
15
H
31
COONa-natriy palmitat), b)
alkilsulfatlar – ROSO
2
OMe, alkilarilsulfonatlar, g)boshqa tipdagi anion gidrofil
gruppalari bo‘lgan moddalar (fosfatlar, tiofosfatlar va h.k) kiradi.
Xozirgi
vaqtda tarkibida C
10
dan C
17
gacha uglerod atomlari bo‘lgan sintetik yog’
kislotalarning tuzlari anion sirt faol moddalar sifatida keng qo‘llanilmoqda, ular
o‘simlik va hayvonlardan olinadigan organik yog’ kislotalarining o‘rnini
bosmoqda. Bunday moddalar O‘zFA UNKI xodimlari tomonidan olinib, halq
xo‘jaligining turli sohalarida keng qo‘llanilmoqda. Ionlanmaydigan sirt faol
moddalar suvda eriganida ionlarga parchalanmaydi. Ularni olish uchun etilen
oksid spirtlarga, karbon kislotalarga, aminlarga, alkilfenollarga va boshqa
organik moddalarga ta`sir ettiriladi. Alkilfenollarning polioksietillangan efirlari
kir yuvishda ishlatiladi. P.A. Rebinder barcha difil sirt faol moddalarni xaqiqiy
eruvchan sirt faol moddalar va kolloid sirt faol moddalar degan ikki guruxga
bo‘ldi.
Haqiqiy eruvchan sirt faol moddalar jumlasiga-kichik radikalga ega
bo‘lgan difil’ eruvchan organik birikmalar (quyi spirtlar, fenollar, organik
kislotalar, ularning tuzlari, aminlar va x.k.) kiradi. Kolloid sirt faol moddalar
termodinamik jihatdan barqaror kolloid (liofil’) dispers geterogen sistemalar
73
hosil qiladi va ularning asosiy xossalari: a) sirt faolligi yuqori, b) mitsellalar
hosil bo‘ladigan kritik kontsentratsiyadan yuqori kontsentratsiyalarga ega
bo‘lgan liofil’-kolloid eritmalar hosil qila oladi, v) ularning eritmalarida
solyubilizatsiya hodisasi kuzatiladi.
74
Kolloid sirt faol moddalar kuchli adsorbilanish xossasiga ega. Dyuklo
Traube organik kislotalar bilan suv orasidagi bo‘ladigan ta`sirni o‘rganish
natijasida, kislota tarkibida bitta - CH
2
guruhining ortishi bilan kislotaning suv
sirtidagi adsorbilanishi taxminan 3,2 marta ortishini aniklagan. Sirt-faollikni
aniqlashda cheksiz suyultirilgan eritma asos qilib olingan.
Suyuqlik sirtidagi adsorbsiya bilan suyuqlikning sirt tarangligi
orasida miqdoriy bog’lanish borligini 1876 yilda V.Gibbs ko‘rsatib berdi va
ushbu bog’lanishni quyidagi tenglama asosida ifodaladi:
dс
d
RT
С
Г
bu erda G
- erigan moddaning suyuklik sirt birligiga yig’ilgan mikdori; S - eritma
kontsentratsiyasi; R - gaz konstantasi; T-absolyut temperatura; dσ/dc -
kontsentratsiya o‘zgarganda sirt trangligining o‘zgarishi. dσ/dc ni Rebinder sirt
aktivlik deb atadi. eritma kontsentratsiyasi oshganda sirt tarangligi kamaysa,
dσ/dc manfiy, lekin adsorbsiya G musbat qiymatga ega bo‘ladi, ya`ni modda
suyuqlik sirtida adsorbilanadi. Agar kontsentratsiya ortishi bilan suyuqlikning
sirt tarangligi ko‘paysa, dσ/dc musbat qiymatga ega bo‘ladi, unda adsorbsiya
sodir bo‘lmaydi. Sirt tarangligi σ izotermasi orqali adsorbsiya izotermasini
chizish mumkin. Izoterma orqali -
dc
d
ni topib Gibbs tenglamasiga qo‘ysak
dc
d
c
z
;
RT
z
dc
d
RT
с
Г
bo‘ladi. Bir necha sirt tarangligi σ nuqtalarini
topib adsorbsiya izotermasini chizish mumkin (rasm 5).
75
Dyuklo Traube organik kislotalar bilan suv orasidagi bo‘ladigan ta`sirni
o‘rganish natijasida, kislota tarkibida bitta - CH
2
guruhining ortishi bilan
kislotaning suv sirtidagi adsorbilanishi taxminan 3,2 marta ortishini aniqlagan.
Eritmalarning sirt tarangligi bilan kontsentratsiyasi orasidagi boglanish
Shishkovskiy B. A. tenglamasi orqali ifodalanadi: σ
0
— σ = Bln (l+AC);
bundagi σ
0
—toza erituvchining sirt tarangligi; σ —eritmaning sirt tarangligi; A
— va V emperik konstantalar.
Qattiq jism sirtida suyuqliklarning adsorbsiyasi katta ahamiyatga ega, chunki u
zollarning xosil bo‘lishi, barqarorligi va ularni buzish asosida yotadi.
|