С. Жайлауов физикалық химия
жүктеу/скачать 2.46 Mb.
|
| 171
39-сурет тепе-теқдік адсорбциясы, ал оған сәйкес концентрацияны шекті не тепе-тецдік концентрациясы дейді. Фрейндлих теңдеуін логарифмдейік: п\ёС (172) Енді осы түзу сызықты өрнектейтін теңдеуді (172) пайдаланып, б-суретте көрсетілгендей К және 1/п константалардың мәнін та-бады. Қөптеген зерттеулер мен тәжірибелер көрсетіп отырғандай, Фрейндлих теңдеуін пайдаланып есептелген адсорбцияның теория-лық мәні мен концентрацияның (қысымның) өте аз және аса жо-ғары кездегі есептелген практикалық мәні сәйкес келе бермейді, яғни теңдеудегі К. және 1/п констангаларының физикалық мәні болмайды. 1917 жылы Ленгмюр шыны, слюда, монокристалл сияқ-ты аса жылтыр, тегіс беттерге газдың адсорбциялануына арнал-ған адсорбцияның өте қарапайым теңдеуін корытындылап шығар-ды. Қейінірек бұл теңдеуді басқа да беттерге қолдана беруге бола-тыны дәлелденді. Ленгмюр өз теңдеуін қорытындылар кезде ад-сорбциялық қабатты бір молекулалық кабаттан (мономолекула-лық) тұрады деп есептеді, яғни адсорбциялайтын заттық (адсор-бенттің) беткі қабатымен адсорбцияланатын заттың тек бір моле-куладан ғана тұратын қабаты молекулалық ілінісу күшімен бай-ланысты. Сондай-ақ, осы тұстағы қойылған шартқа орай, адсорб-цияланған бір молекулалық және қабат осындағы адсорбциялық күшті өзіне толық дарытып (сіқіріп) алғандықтан, екінші адсорб-циялық қабат түзілмейді. Ғалым активті орталықтың санын 1-ге тең деп, осы активті ор-талықтың молекулалармен байланыса адсорбцияланған бөлігін х деп алды. Сонда осы беттің байланыспай қалған бөлігі (1—*) болады. Адсорбцияның шамасын Г арқылы белгілейді. Егер алын-ған системада ешбір адсорбция жүрмесе, онда х = 0=>Г=0. Ал егер адсорбция құбылысы өте жақсы жүрсе және ондағы барлық активті орталар адсорбцияланатын молекулалармен толық толты- 172рылса, онда х=1, ал Г = ГМ . Осындай талдаулардан кейін ол х — = Г : Гх екенін, яғни адсорбцияланған активті орталықтың шама-сы (ауданы) адсорбция мен шексіз адсорбция қатынастарына тең екенін анықтады. Мұндағы Г — толық қанықкан кездегі бірлік өлшемдегі беткі қабаттың адсорбциялаған затының шамасы. Тұрақты температура болғанда қатты денедегі адсорбенттік бетте қозғалмалы тепе-теңдік орнайды және осы кездегі адсорбция жылдамдығы (уа _) десорбция жылдамдығына (v е ) теңеледі. Мұнда барлық гетерогенді процестердегідей, адсорбция жылдам-дығы бос бетке соғылатын молекула санына, яғни газдың көлем-дік концентрациясы (С) мен бос бет үлесіне (1—х) пропорцио-налды: уа = КаС(1-х) (173) мұндағы Қа — адсорбция жылдамдығының константасы. Ал десорбция процесініқ жылдамдығы тек активті беттерде ад-сорбцияланған молекулалармен жабылған беттің дәрежёсіне ғана тәуелді, газ концентрациясына байланысты емес: мұндағы Қе — десорбция жылдамдығынын, константасы. (174) теңдеуден адсорбциядағы беттің жабылу дәрежесі арт-қан сайын, адсорбент бетінен бөлініп кеткен молекула саны да артатыны аңғарылады. Адсорбция жылдамдығынық константасы мен десорбция жылдамдығының константалары әр түрлі өлшемде: Ка=С~1Ке = кмоль-м~3'С—1. Адсорбциялық тепе-теңдік орнағанда, адсорбция жылдамдығы десорбция жылдамдығына тең болады: ъа = у. Ендеше КаС(1-х)=Кех (175) Бұл теңдеуден: х^КаСІ(Ке + КаС) (176) Егер осы теңдеудің сол жақ бөлігінің алымын да бөлімін де Ка -ға бөлсе: , оны В әрпімен белгілеп, х-ті Г/Г& -мен ал- (178) (179) Мұндағы мастырса: бұдан Бұл теңдеуді Ленгмюрдіц адсорбция изотермалық теңдеуі дейді. Ол — асимптоты Г=Гоо болатын гипербола теңдеуі (40-сурет). Енді осы теңдеуді талдап көрелік. Егер концентрация шексіз- дікке ұмтылса, онда Г=Гоо . Егер концентрация мәні Б-дан әлде- жүктеу/скачать 2.46 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|