Физикалық адсорбция

Физикалық адсорбция теориясының бiрнеше түрлерi белгiлi. Олардың арасында 1915 жылы Ленгмюр ұсынған мономолекула­лық адсорбция теориясы едәуiр назар аударарлықтай. Бұл теорияны тұжырымдарда, оның авторы бiрнеше қағидаларға сүйендi:

1.Адсорбция валенттi күштер не артылып қалған (қосымша) химиялық валенттiлiк күштерi арқылы жүзеге асады.

2.Адсорбция берiлген адсорбент бетiнiң (бәрiнде бiрдей жүре бермей, тек ондағы активтi орталықтарда ғaнa жүредi. Осы ак­тивтi орталықтардың әcepi онда пайда болатын қанықпаған күш өpiciнің күштi болу салдарынан және соның нәтижесiнде осы орталықтарда газ молекулалары ұсталынып тұрады. әрине, мұндағы адсорбент атомы не молекуласы аз қаныққан сайын, активтi орталықтардың активтiлiгi артық болады.

3. Адсорбциялық күштердiң әсер етушi радиусы кiшi және осы­ның салдарынан әрбiр активтi орталық адсорбтив молекуласының бiреуiн ғана адсорбциялайды, сөйтiп адсорбент бетiнде адсорбтив молекуласының бiр молекулалық (мономолекулалық) қабаты пай­да болады.

4. Адсорбент бетiне адсорбцияланған газ молекулалары онда берiк ұсталмайды: олар ылғи тоқтаусыз газды орта мен сол шең­берде алмасуда болады және бұл құбылыс динамикалық адсорбция тепе-теңдiгi орнағанша жүредi. Осы құбылыстар кезiндегi әр­бiр молекула өзi адсорбцияланған бетте, дәлiрек айтқанда активтi орталықта аса ұзақ уақыт ұсталып тұра бермейдi, энергияның басқа молекулаларға ауысуына орай, әуелгi молекулалар жаңадан келгендерге орнын бередi.

Химиялық адсорбция

Химиялық адсорбцияны немесе хемасорбцияны физикалық адсорбциямен салыстырғанда ол химиялық күш арқылы не соның көмегімен жүзеге асады. Адсорбцияның бұл түpi басқалардан мы­надай өзгешелiктерiмен оқшауланады: физикалық (адсорбция­ қайтымды құбылыс, ал хемосорбция қайтымсыз және физикалық адсорбция жылуы небәрi 8,4-33,5 кДж/моль шамасында болса, ал химиялық адсорбция жылуы бірнеше жүздеген кДж/мольге тең. Температура жоғарылаған сайын физикалық адсорбция төмендесе, химиялық адсорбция жоғарылайды. Химиялық адсорбция жүру үшін, оған біршама көбірек активтендіру энергиясы (40-120 кДж/моль) қажет.

Химиялық адсобция қамтамасыз болғандықтан, бұл процестегі десорбция адсорбцияланған молекуланы жай ғана жұлып алумен аяқталмайды, адсорбцияланған беттегі химиялық құбылыстың ыдырауы бітеді. Химиялық адсорбцияға бірден-бір мысал ретінде активті көмірдің оттекті адсорбциялауын алуға болады. Хемосорбция процесін схемалық түрде, мына келесідей етіп көрсетуге болады.

О О О О

| | | | | | | |

С С С С С С С С

С С С С С С

С С С С С С С С

Егер оттекпен адсорбцияланған активтелген көмiрдi ауасыз ортада қыздырса, одан таза көмір (көміртек) белiнбестен, көміртек (IV) оксидi бөлiнедi.

Адсорбция құбылысына қазiргi теория мен қолданылмалық тарапынан қарасақ, онда физикалық әpi химиялық күштердiң болатыны аңғарылады, яғни адсорбция физикалық-химиялық құбылыс екен. Оны совет ғалымдары Н. А. Шилов, М. М. Думанский мұқият зерттей келiп, адсорбент пен адсорбцияланушы заттар арасындағы әрекеттесулерде физикалық және химиялық құбылыстардың өзiндiк орны болатынын дәлелдедi. Бұл, әcipece, газдар адсорбцияланған кезде айқын көрiнедi. Мұндағы зерттеулерге зер салса, әуелi газдар таза адсорбент бетiмен жанасқанда химиялық адсорбция жүредi екен, өйткенi осы тұста химиялық күш әсер етедi, ал сонан cоң адсорбция құбылысы онан әpi жалғасса және осы кезде қысымды арттырса, онда физикалық адсорбция жүреді.