АДСОРБЦИЯ ТVРЛЕРI

Date: 2014-02-26; view: 946.

Қатты дене - сұйық зат жанасу шегiндегi адсорбция түрiнiң бiрiне жататын ион алмастырғыш адсорбцияның маңызы аса зор. Ол жан-жақты зерттелген.

Ион алмастырғыш адсорбция. Ерiтiндiдегi күштi электролит­тер толығымен дерлiк диссоциация әсерiнен иондарға ыдырайтын­дықтан, оларға кәдiмгi адсорбциялық және әр түрлi электр күштepi әсер ету нәтижесiнде осы электролиттердi қатты адсорбентбетiнде адсорбциялаудың өз ерекшелiктерi болады. Күштi электро­лит иондарын адсорбциялау eкі тектегі күштiң әсерi арқылы жүре­дi екен. Олар адсорбенттiң беттiк молекулалық және иондар адсорбцияланғанда пайда болатын электр күшi.

Электролит адсорбциясының үш түpi бар: эквиваленттi; ауыспалы; ерекше немесе таңдамалы.

Эквиваленттi адсорбция кезiнде электролит молекуласы түгел­дей сiңірiледi. Оны былай түсiндiруге болады. Берiлген электро­литтiң жақсы адсорбцияланатын ионы өзiнiң екiншi нашар адсорб­цияланатын ион жұбын (электролит молекуласы eкі ионнан тұра­ды) адсорбент бетiне тартады. Мұнда екiншi ионның адсорбция­ланғыш қабiлетi артады да, ерiтiндiдегi адсорбциялайтын басқа иондар бiрiншi ионның адсорбциялануын төмендетедi. Сөйтiп eкі ион да бiрдей (эквиваленттiлiк жағдайында) адсорбцияланады, сондықтан да эквиваленттi адсорбцияны молекулалық деп те атай бередi. Ол әлсiз электролиттерге тән. Эквиваленттi адсорбция жағдайында, фазалардың жанасу шегiндегi электр нейтралдылық сақталады.

Ал ауыспалы адсорбция құбылысында электролит иондарының бiреуi iрiктеле келiп, адсорбент бетiне жақындағанда қатты адсорбенттен осы мәндегi зарядтас басқа ион ерiтiндiге алмасады. Сөйтiп электролит ерiтiндiсiндегi және қатты адсорбенттегi аттас иондар бiрiмен-бiрi орын алмасады екен. Мұндай ион алмастыру құбылысы тепе-теңдiк жағдайында, яғни эквиваленттi түрде алмасқандықтан, eкі фазаның жанасу шегi әркез электр нейтралды болады. Әдетте ауыспалы адсорбция басқа адсорбциядан баяу жүредi және оны хемосорбция процесi ретiнде де қарастыруға болады.

Ендi ауыспалы адсорбцияның бiрер мысалына тоқталайық. Көлдер мен өзендерде, су қоймалары мен тоғандарда кездесетiн суды техникалық су дейдi. Олардың құрамында көбіне кальций, магний, натрий, калий сияқты химиялық элементтердiң: иондары болады. Ондай суды кермек су дейдi. Онда әcipece, кальций мен магний тұзы зиянды. Оны тазалау, яғни тұщылау үшiн адсорбциядары ион алмасуды пайдаланады. Мысалы, техникалық суды тұщылау үшiн табиғи силикаттар - цеолиттер мен глаукониттер қолданылады. Кейде жасанды әдicпен синтезделген сiлтiлiк металдардың алюмосиликаттары пайдаланылады. Мұндай техникалық суды тазалауға арналған күрделi силикатты қосылыстарды пер­мутиттер деп атайды. Осындай пермутиттiң: суды тазарту, тұщылау схемасын қысқаша төмендегiше көрсетуге болады:

Пермутнттердi қолдану аркылы техникалық судың кермектігін жоюға болғанмен, судары қалған басқа да катиондар мен аниондардан толық арылу мүмкін емес. Суды толық тазарту ici тек соңғы кезде ғана ион алмастырғыш заттардың пайда болуына 6айланысты дұрыс жолға қойылып, жүзеге аса 6астады. Ион алмастырғыш заттарды иониттер деп те айтады. Иониттердi жоғары молекулалық көмірсутекті тiзбектен алынған полимер құрамына ионогендi (SОзН, СООН, NH2) топтарды енгiзу арқылы алады. Иониттердi 6ip түpi қышқылдық сипатта болады, яғни олардың беткі қа6аты тepic зарядталғандықтан, оларсутек ионын кез келген катионға алмастыpa адсор6циялайды. Мұндай иониттердi катиониттер деп атайды. Иониттердiң 6асқа негiздiк сипаттағы түpiн аниониттер дейдi. Бұлиониттерден әзiрленген адсорбенттер epiтiн­дiдегi аниондарды тек гидроксил анионымен алмастыра адсорбциялайды.

Ұнтақталған катиониттер мен аниониттер қа6аттарынан әзipленген сүзгiш арқылы еткiзiлген техникалық су, өзiндегi аниондары мен катиондарын ион алмастырғыш иониттерге берiп тазаланады. Осылайша тұщыланған су өзiнiң тазалығы мен сапасы жағынан қайнатып алынған судан кем түспейдi.

Иониттер көмегімен жүретiн су тазарту процесiн (тұщылау) жалпы былай көрсетуге болады. ...