Адсорбция және оның түрлері

Тақырып:                 “ Адсорбция және оның түрлері”

Кейс типі:                 Практикалық

 Мақсаты мен маңызы:

 Тақырып бойынша студенттердi адсорбция және оның түрлері таныстырады. Көптеген физикалық және химиялық  процестер: адсорбция, сорбция және т.б. адсорбциялық процесстерді, оларды түсiну үшiн адсорбцияның жәнеде беттiк құбылыстардың негiзгi заңдылықтарын бiлу керек.

                                            Адсорбция туралы

Берілген дененің (заттың) дисперстілік дәрежесі жоғарлаған сайын, ол өзінің көбейген бетіне  басқа дененің көп бөлшегін сіңіреді.  Еріген немесе газ қалпындағы заттардың қатты дене сұйық дене немесе сұйықтықтың бетіне өздігінен жиналып, шоғырлана келіп,  қоюлану құбылысын сорбция дейді. Әдетте өзіне басқаны сіңіруші затты - сорбент, ал оған сіңірілетін затты сорбтив дейді. Ал сорбцияға кері құбылысты десорбция дейді. Егер сіңіру дененің тек беткі қабатында жүретін болса, онда оны адсорбция дейді.  

Заттың адсорбциясы басқа заттың бетіне сіңіп кеткен кезде пайда болады.

Адсорбцияны бір субстанция басқа заттың көлеміне ауысқанда және осы екінші заттың бетіне емес, бүкіл көлеммен жұтып қойғанда пайда болатын абсорбциямен шатастырмау керек.

[pic 1]

  1.сурет.      Адсорбция және де абсорбция

Тапсырма №1.     Адсорбция, десорбция туралы түсініп алып, адсорбцияның сандық сипаттамасын жәнеде оның функциялары туралы қалай түсіндіруге болады ?

  Кейс 1                 Адсорбцияның сандық сипаттамалары 

Абсолюттік адсорбция A – заттардың бетіне сіңірілетін бірлік саны (адсорбат)

                              [pic 2]

Ерекше адсорбция α-адсорбенттің массасына байланысты i-ші компоненттің (немесе оның массасының) мөлшері

                                 [pic 3]                            [pic 4]

Гиббс  адсорбциясы

                                       [pic 5]

[pic 6] - i-ші компоненттің беткі қабатта концентрациясы

[pic 7] - i-ші компоненттің фазалық көлемде концентрациясы

[pic 8]  - беткі қабаттың көлемі

     S - адсорбент беті, м2

Адсорбция екі айнымалы функция ретінде. Тепе-теңдік адсорбат жүйесі үшін-құрамдас компоненттің    а  саны  - екі айнымалы функция - тепе-теңдік қысым P және температура T:

                                       a = f(P,T)

Адсорбцияны зерттегенде, осы үш мөлшердің біреуі тұрақты және басқа екеудің функционалдық тәуелділігі зерттеледі:

                     a=f(P), T=const        изотермиялық адсорбция

                     a=φ(T), P=const        изобаралық адсорбция

                     P=ψ(T), a=const        изостериялық адсорбция

[pic 9]

[pic 10][pic 11]

Тапсырма №2. Елестетіңіз, сіз барлық заттардың жәнеде барлық құбылыстардың физикалық жәнеде химиялық қасиеттері бар екендігін білесіз. Ал, енді адсорбцияның физикалық жәнеде химиялық қасиеттерін қалай түсіндіре аласыз?

Кейс 2  Жауап ретінде физикалық адсорбцияны қарастырайық

                  Физикалық адсорбцияның ерекшіліктері

1.Молекулалық адсорбция

2. Ол тек  молекула аралық, яғни Вандер-ваальстік күш әсерінен жүзеге асады.

3. Жаңа туындайтын адсорбция күші кішкентай және 25 кДж / мольден аспайды

4.Адсорбцияның жылуы 30-40 кДж / моль кем

5.Әдетте кері процесс

         Молекулалар беттік қабатта екі түрлі адсорбцияланады. Ол тек  молекула аралық, яғни Вандер-ваальстік күш әсерінен жүзеге асады. Физикалық адсорбция кезінде беттік қабатпен молекула арасында ажырап кетпейтін және химиялық байланыстар түзілмейтін  молекула аралық байланыстар болады.

                 2.Сурет.  Физикалық адсорбциясының моделі

Химиялық  адсорбцияның ерекшіліктері