С. Жайлауов физикалық химия
§ 40. АДСОРБЦИЯ ТҮРЛЕРІ МЕН ТЕОРИЯСЫ
жүктеу/скачать 2.46 Mb.
|
| § 40. АДСОРБЦИЯ ТҮРЛЕРІ МЕН ТЕОРИЯСЫ
Қатты дене — сұйық зат жанасу шегіндегі адсорбция түрінің біріне жатаіын ион алмастыргыш адсорбцияның маңызы аса зор. Ол жан-жақты зерттелген. Ион алмастырғыш адсорбция. Ерітіндідегі күшті электролит-тер толығымен дерлік диссоциация әсерінен иондарға ыдырайтын-дықтан, оларға кәдімгі адсорбциялық және әр түрлі электр күш-тері әсер ету нәтижесінде осы электролиттерді қатты адсорбент бетінде адсорбциялаудың өз ерекшеліктері болады. Қүшті электро-лит иондарын адсорбциялау екі тектегі күштің әсері арқылы жүре-ді екен. Олар адсорбенттің беттік молекулалық және иондар ад-сорбцияланғанда пайда болатын электр күші. Электролит адсорбциясынын, үш түрі бар: эквивалентті; ауыс-палы; ерекше немесе таңдамалы. Эквивалетті адсорбция кезінде электролит молекуласы түгел-дей сіңіріледі. Оны Сылай түсіндіруге болады. Берілген электро-литтің жақсы адсорбцияланатын ионы өзінің екінші нашар адсорб-цияланатын ион жұбын (электролит молекуласы екі ионнан тұра-ды) адсорбснт бетіне тартады. Мұнда екінші ионның адсорбция-ланғыш қабілсті артады да, ерітіндідегі адсорбциялайтын басқа иондар біріпші ионнын. адсорбциялануын төмендетеді. Сөйтіп екі ион да бірдей (эквиваленттілік жағдайында) адсорбцияланады, сондықтан да эквивалентті адсорбцияны молекулалық деп те атай береді. Ол әлсіз электролиттерге тән. Эквивалентті адсорбция жағдайында, фазалардың жанасу шегіндегі электр нейтралдылық сақталады. Ал ауыспалы адсорбция қүбылысында электролит иондарының біреуі іріктеле келіп, адсорбент бетіне жақындағанда қатты ад-сорбенттен осы мәндегі зарядтас басқа ион ерітіндіге алмасады. Сөйтіп электролит ерітіндісіндегі және қатты адсорбенттегі аттас иондар бірімен-бірі орын алмасады екен. Мұндай ион алмастыру қүбылысы тепе-теңдік жағдайында, яғни эквивалентті түрде ал-масқандықтан, екі фазаның жанасу шегі әркез электр нейтралды болады. Әдетте ауыспалы адсорбция басқа адсорбциядан баяу жүреді және оны хемосорбция процесі ретінде де қарастыруға болады. Егер ауыспалы адсорбция кезінде адсорбент өзіне сіңірген ион орньша ерітіндіге сутектің немесе гидроксидтің эквивалентті ио- 183 нын берсе, онда мұндай адсорбцияны гидролиттік деп айтады. Мы-салы, натрий хлориді, калий хлориді немесе нитраты секілді ней-трал тұздардың ерітіндісін активтелген көмір арқылы өткізсе, онда активтелген көмір осы ерітіндіден өзіне аниондарды адсорбциялап, олардың орнына гидроксил тобын береді, сөйтіп ерітінді әлсіз сіл-тілік орта көрсетеді. Олай болса, гидролиттік ауыспалы адсорбция кезінде активті бетте; жанасу шегінде болатын көптеген ауыспалы не басқа да құбылыстарға қарамастан сутек және гидроксил ион-дары алмасады. Енді ауыспалы адсорбцияның бірер мысалына тоқталайық. Көлдер мен өзендерде, су қоймалары мен тоғандарда кездесетін суды техникалық су дейді. Олардьщ құрамында көбіне кальций, магний, натрий, калий сияқты химиялық элементтердің иондары болады. Ондай суды кермек су дейді. Онда әсіресе, кальций мен магний тұзы зиянды. Оны тазалау, яғни тұщылау үшін адсорбция-дағы ион алмасуды пайдаланады. Мысалы, техникалық суды тұ-щылау үшін табиғи силикаттар — цеолиттер мен глаукониттер қолданылады. Қейде жасанды әдіспен синтезделген сілтілік метал-дардың алюмосшшкаттары пайдаланылады. Мұндай техникалық суды тазалауға арналған күрделі силикатты қосылыстарды пер-мутиттер деп атайды. Осындай пермутиттің суды тазарту, тұщылау схемасын қысқаша төмендегіше көрсетуге болады: пермутит-2Nа'*'| + Са2+ + S0 |пермутит-Са +2Na SO 2* Пермутиттерді қолдану арқылы техникалық судың кермектігін жоюға болғанмен, судағы қалған басқа да катиондар мен анион-дардан толық арылу мүмкін емес. Суды толық тазарту ісі тек соң-ғы кезде ғана ион алмастырғыш заттардың пайда болуына байла-нысты дұрыс жолға қойылып, жүзегө аса бастады. Ион алмастыр-ғыш заттарды иониттер деп те айтады. Иониттерді жогары моле-кулалық көмірсутекті тізбектен алынған полимер кұрамына ионо-генді (SО3Н, СООН, NН2) топтарды енгізу арқылы алады. Ионит-тердің бір түрі қышқылдық сипатта болады, яғни олардың беткі қабаты теріс зарядталғандыктан, олар сутек ионын кез келген катионға алмастыра адсорбциялайды. Мұндай иониттерді катио-ниттер деп атайды. Иониттердің басқа негіздік сипаттағы түрін аниониттер дейді. Бұл иониттерден әзірленген адсорбенттер ерітін-дідегі аниондарды тек гидроксил анионымен алмастыра адсорб-циялайды. Үнтақталған катиониттер мен аниониттер қабаттарынан әзір-ленген сүзгіш аркылы өткізілген техникалық су, өзіндегі анионда-ры мен катиондарын ион алмастырғыш иониттерге беріп тазала-нады. Осылайша тұщыланған су өзінің тазалығы мен сапасы жағы-нан қайнатып алынған судан кем түспейді. Иониттер көмегімен жүретін су тазарту процесін (тұщылау) жалпы былай көрсетуге болады: жүктеу/скачать 2.46 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|