Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Кеуек қатты денелерде газдың (будың) адсорбциясы
|
|
Кеуек қ атты денелерде газ адсорбцияланғ анда кө п жағ дайда капиллярлық конденсация қ ұ былысы да қ атар жү реді.
Капиллярлық конденсация деп жазық бет ү стіндегі қ анық қ ан бу қ ысымымен (ps) салыстырғ анда газдың кеуек қ атты дене-дегі конденсациялану қ ысымының (р) азаюын айтады.
Қ ысымдар қ атынасының (р/ps) аз мә нінде қ атты дене қ уыстарының қ абырғ аларында конденсат тү зіледі. Егерде сұ йық кеуек бетіне жұ ғ атын болса, онда сұ йық беті майысады да ойыс бет тү зіледі. Ойыс бет ү стіндегі қ анық қ ан бу қ ысымы жазық бет ү стіндегі қ анық қ ан бу қ ысымынан ә рқ ашан аз. Сондық тан кеуек заттарда будың конденсациялануы қ ысымның р/рs< 1 мә ндерінде басталады.
Бу қ ысымы мен беттің қ исық тылық радиусы арасындағ ы байланыс Томсон (Кельвин) тең деуі (5.56) арқ ылы сипатталады. Сонда сұ йық тың қ атты дене бетіне жұ ғ уы (q < 90o) жағ дайында Томсон (Кельвин) тең деуі
1) Шар тә різдіс мениск ү шін былай жазылады:
(5.1)
Мұ ндағ ы r ш -шар тә різдес менискінің қ исық тылық радиусы; u m мен s -адсорбцияланғ ан заттың (адсорбтивтің) мольдік кө лемі мен беттік керілуі.
1) Ойыc цилиндрлік мениск ү шін былай жазылады:
(5.2)
Мұ ндағ ы rц- цилиндрлік менискінің қ исық тылық радиусы.
Демек, rш = rц жағ дайында
pш< pц.
|
Кө п жағ дайда адсорбенттер қ ұ рамындағ ы қ уыстардың пішіндері кү рделі болып келеді. Соғ ан байланысты кеуек адсорбенттердегі газдың адсорбция изотермасы мен капиллярлық конденсациясы да ә ртү рлі болады (5.1-сурет).
5.1-сурет. Пішіндері ә ртү рлі кеуек қ атты денелердегі адсорбция изотермалары
Конус тә різдес кеуек қ атты денелерде (5.1а-сурет)қ ысымның аз аймағ ында газдың адсорбциялануы барысында кеуек қ абырғ аларында жұ қ а сұ йық қ абат тү зіледі. Пайда болғ ан сұ йық кеуек тү біне ағ ып жиналады.
Егерде сұ йық кеуек бетіне жұ ғ атын болса, онда оның беті майысады да, нә тижесінде ойыс бет (мениск) пайда болады. Кеуек сұ йық пен толтырылғ ан сайын беттің қ исық тылық радиусы ө се тү седі де, нә тижесінде адсорбаттың конденсациялану қ ысымы кемиді. Бұ ның ө зі сайып келгенде адсорбцияның артуына ә келеді. Кері қ ұ былыс - десорбция - адсорбция қ исығ ы бойымен кері жү реді.
Бір жағ ы бекітілген цилиндр тә різдес кеуектерде (5.1б-су-рет)қ ысымның аз аймағ ында газдың кеуек бетіне адсорбцияланып конденсациялануы барысында цилиндрдің жабық тү біне сұ йық жиналады. Кеуек бетіне сұ йық тың оң жұ ғ уы байқ алғ анда сұ йық беті оң қ исаяды да, ойыс шар тә різдес мениск пайда болады. Беттің қ исаюы капиллярлық қ ысымның тө мендеуіне себеп болады, адсорбция шамасы артады. Конденсация барысында сұ йық бетінің қ исық тылық радиусы ө згермейтіндіктен, адсорбцияның шамасы тұ рақ ты қ ысым жағ дайында вертикаль тү зу бойымен кү рт ө седі (5.5б-сурет). Ал десорбция қ ұ былысы адсорбция қ исығ ы бойымен кері бағ ытта жү реді.
3) Екі жағ ы да ашық цилиндр тә різдес кеуекте (5.1в-сурет) қ ысымның аз мә нінде кеуек қ абырғ аларында сұ йық адсорбция-лық қ абаттар тү зіледі де, нә тижесінде цилиндр тә різдес ойыс бет пайда болады. Қ ысымның шамасы қ анық қ ан қ ысым мә ніне жеткенде капиллярлық конденсация басталады да, нә тижесінде кеуек қ абырғ асындағ ы сұ йық қ абаттың қ алың дығ ы арта тү седі, менискінің қ исық тылық радиусы кемиді.
Адсорбтивтің конденсациялануы қ ысымның тұ рақ ты мә нінде жү реді де, кеуек толығ ымен сұ йық пен толтырылғ анда цилиндр тә різдес кеуектің ашық екі жағ ында шар тә різдес менискілер пайда болады. Қ ысымды одан ары қ арай арттырғ анда шар тә різдес менискілер ү стіне будың белгілі бір мө лшері конденсацияланады, нә тижесінде менискінің қ исық тылық радиусы нольге дейін кемиді.
Десорбция кезінде бастапқ ыда процесс қ айтымды болып саналады, булану барысында шар тә різдес менискінің қ исық тылық радиусы арта тү седі. Ары қ арай қ исық тылық радиусы тұ рақ ты шар тә різдес мениск бетінен сұ йық тың булануы жү реді.
Осы себептерге байланысты сұ йық тың булануы конденсациямен салыстырғ анда қ ысымның біршама аз мә нінде жү реді, адсорбция - десорбция изотермаларында капиллярлық гистерезис тү йіні пайда болады.