9-ma’ruza.
Adsorbsiya
1. Xo‘llanish, adgeziya, kogeziya.
2. Sorbsiya. Adsorbsiya.
Tayanch so’z va iboralar: sirt qatlami, sirt taranglik, sirt enеrgiyasi, sirt
aktiv mоdda, xo’llanish, adgеziya, kоgеziya,
sirt aktivlik, sоrbsiya, adsоrbsiya,
absоrbsiоn izоtеrma tеnglamasi, adsоrbsiya nazariyalari.
1. Xo‘llanish, adgeziya, kogeziya.
Faza ichidagi molekulalararo ta`sirlashuv va sirt tarangligi qattiq yoki suyuq
modda sirtida suyuqlik tomchisinining xo‘llash, oqish hamda adgeziya va kogaziya
jarayonlarini keltirib chiqaradi.
Geterogen sistemalarda faza ichida va fazalararo ta’sirlashuv kuzatiladi.
Faza
ichidagi atom, molekula va zarrachalarning tortilishi
kogeziya deyiladi.
Kogeziya moddalarni kondensirlangan holatda mavjud bo‘la olishini belgilaydi va
turli tabiatli atomlararo, molekulalararo ta’sirlashuv natijasida hosil bo‘ladi.
Fazalararo ta’sirlashuvni adgeziya deyiladi. 16.4 rasmda kogezion va adgezion
kuchlarning qayerda poqdo bo‘lishligi tasvirlangan.
16.4 rasm. Ikki qattiq fazali sistemaning kogezion kuchlar bo‘yicha ajralishi (a) va
adgezion kuchlar bo‘yicha ajralishi (b).
Adgeziya (yopishish), xo‘llanish va yumalash (oqish) kondensirlangan
fazalar orasida kuzatiladi. Adgeziya fizik va kimyoviy ta’sirlashuv
hisobiga ikki
jism ma’lum mustaxkamlikka ega bo‘lgan bog‘lar orqali birlashtiradi. Adgeziya
ikkita suyuqlik o‘rtasida, suyuqlik va qattiq jism o‘rtasida, ikkita qattiq jism
o‘rtasida bo‘lishi mumkin. Qattiq jismlar o‘rtasida adgeziv kuchlar paydo bo‘lishi
uchun ularning ikkalasi yoki birortasini yuzasi suyuq oquvchan holatga o‘tishi
keark bo‘ladi. Shunda zarrachalarning molekulyar-kinetik intensivligi ortadi va
etarlicha kontakt bo‘lishiga olib keladi.
Adgeziya va xo‘llanish tabiatda ham, iqtisodiyotning
turli sohalarida ham
keng tarqalgan hodisalardir. Materiallarni elimlash, lok-bo‘yoq va noorganik
moddalarni material yuzasiga qoplash, bog‘lovchi va to‘ldiruvchi moddalar
ishtirokida turli kompozitsion
materiallarni olish, metallarni payvandlash, gul
bosish, bo‘yash, tipografiya jarayonlarida adgeziya va xo‘llanish xodisalari
olinayotgan material va buyumlarning sifatini ta’minlovchi omillardir.
Kogezion va adgezion ta’sirlashuvning miqdoriy tavsiflarini ko‘rib
chiqamiz. Kogeziya ishi jismni yuza birligiga teng bo‘lgan kesim bo‘yicha
ajratishga sarflangan energiyaga teng. Jism bo‘linganda ikkita yuza hosil
bo‘lganligi uchun kogeziya ishining miqdori quyidagiga teng:
bu yerda
– qattiq jismning havo bilan chegarasidagi sirt tarangligi.
Kogeziya jarayonini faza ichidagi molekulalararo kuchlarning parametrlari,
jumladan kristall
panjaraning energiyasi, ichki bosim, bug‘lanish energiyasi,
qaynash temperaturasi, ichki bosim va boshqa parametrlar belgilaydi. Modda
bug‘ga aylanganda molekulalararo kuchlar to‘liq uziladi, shuning uchun kogeziya
ishini bug‘lanish entalpiyasi
belgilaydi:
bu yerda
– bug‘lanish jarayonida Gibbs energiyasining o‘zgarishi,
–
bug‘lanish jarayonida entropiyaning o‘zgarishi.
Kondensirlangan va bug‘ fazalarining
muvozanat holatida Gibbs
enegiyasining o‘zgarishi 0 ga teng, shuning uchun:
Qaynash temperaturasida bug‘ hosil bo‘lish issiqligi :
Qaynash temperaturasida entropiyaning o‘zgarishi
1 mol modda
uchun 85-90 kJ/mol·K ga teng bo‘lar ekan. Demak, moddalarning kogeziya ishini
qaynash temperaturasi va bug‘lanish issiqligi bo‘yicha aniqlash va solishtirish
mumkin.
Adgeziya ishini sirt taranglik
bilan bog‘liqligini aniqlash uchun
ikkita kondensirlangan 2 va 3 fazalar
hamda ularni havo bilan 1
sirt orqali
chegaralangan sistemani ko‘ramiz
(16.5 rasm). Sistemada fazalararo sirt
taranglik vujudga keladi:
;
;
16.5 rasm. Adgeziya ishi va sirt tarnglik: 1
– gaz, 2 – suyuqlik, 3 – qattiq jism.
Adgeziya ishi
yuza birligida adgezion kuchlarni yengish uchun
sarflangan ish bilan aniqlanadi. Butun kontakt maydoni bo‘yicha to‘lik adgeziya
ishi
yuzaga
to‘g‘ri proporsional bo‘ladi:
Sistemaning Gibbs energiyasi adgeziya ishiga teng miqdorda kamayadi:
Sistemaning dastlabki
va oxirgi
holatlari uchun:
yoki
(16.15)
(16.15) ifoda Dyupre tenglamasi va deyiladi va adgeziya vaqtida energiyani
saqlanish
qonunini
ifodalaydi.
Bu
tenglamaga
muvofiq,
dastlabki
mkomponentlarning sirt tarangligi qancha katta bo‘lib, fazalaaro sirt taranglik
qancha kichik bo‘lsa, adgeziya ishining miqdori shuncha katta bo‘ladi.
Adgeziya ishi bilan adgezion mustaxkamlik farqlanadi. Adgezion
mustaxkamlik adgeziya ishi va adgeziya vaqtidagi komponentlarning deformatsiya
ishi yig‘indisiga teng:
Adgezion
bog‘lanish
qancha
mustaxkam
bo‘lsa,
komponentlar
parchalanmasdan ko‘proq deformatsiyaga uchraydi.
