3. металлар газ коррозиясининг физик-кимёвий қонуниятлари

3.3. Металлар сиртида газларнинг адсорбцияланиши
Фазаларнинг бўлиниш чегарасида модда концентрациясининг ўзгаришига адсорбция дейилади. Адсорбцион мувозанат, яъни чегаравий қатлам билан чегараловчи фазалар орасида модданинг мувозанатлашган тақсимланиши динамик ҳолат бўлиб, тез амалга ошади.
Қаттиқ жисм сиртида жойлашган заррачалар ортиқча энергияга эга бўлади. Шу сабабли атроф муҳит молекулалари металлга тортилади ва унинг сиртида тўплана бошлайди (корнцентрланади). Бу жараён мусбат иссиқлик эффекти билан доимо ўз-ўзидан боради.
Адсорбциянинг икки — физикавий ва кимёвий (хемосорбция) кўриниши мавжуд.
Физикавий адсорбция вандер-ваальс кучлари билан ўзаро боғлиқ. Металл сирти билан атсорбат молекулалари орасидаги боғланиш энергияси унчалик катта эмас (тахминан 40-50 кЖ/моль). Бунда мувозанат тез амалга ошади. Адсорбцияланган моддалар металл сиртидан осонгина олиниши мумкин. Физикавий адсорбция адсорбатнинг конденсацияланиш ҳароратига яқин бўлган паст ҳароратларда янада яққол кечади.
Хемосорбция деб адсорбцияланадиган модда ва металл молекулалари иштирокида борадиган кимёвий реакция жараёнига айтилади. Бундай жараёларда атомлар орасидаги боғланиш энергияси 150-160 кЖ/моль қиймат атрофида баҳоланади. Металл ва оксидловчи молекулалари орасидаги боғланиш ион характерига эга. Бунда металл адсорбцияланувчи модда атомларига электронларни беради. Хемосорбция жараёни жуда тез (секунднинг улушларича вақтда) амалга ошади. Бу жараёнда адсорбцияланган плёнканинг ташқи сирти манфий, ички сирти эса — мусбат зарядланади.
Ҳарорат Т = const бўлганда қаттиқ жисм сиртидаги барқарорлашган адсорбат миқдори билан концентрация ёки Р босим (агар адсорбат газ бўлса) орасидаги функционал боғланиш адсорбция изотермаси дейилади.
Адсорбция изотермаси биринчи марта Ленгмюр томонидан назарий изоҳлаб берилган. Унинг томонидан жараён моделини соддалаштирувчи бир неча таъкидлар қилинган, улар қуйидагилардан иборат:
• адсорбент сирти энергетик жиҳатдан биржинсли;
• адсорбат заррачалари сиртда бир-бири билан қатъиян ўзаро таъсирлашмайди;
• сиртдаги бирта фаол марказга адсорбцияланган модданинг бирта заррачаси тўғри келади;
• фақатгина мономолекуляр адсорбцион қатлам ҳосил бўлади.

Адсорбция жараёнининг тезлиги υ_ад газнинг босими Р га ва металл сирти бўш қисмининг катталигига тўғри пропорционал бўлади:

υ_ад = K_ад Р (1 — ϴ) (3.1)
бу ерда K_ад — адсорбция жараёни тезлигини характерловчи катталик;
ϴ — адсорбат заррачалари билан қопланган металл сиртининг улуши;
ϴ = (3.2)

бунда b — адсорбция коэффициенти.

(3.2) ифода Ленгмюр формуласи дейилиб, изотермалар ифодаси ҳисобланади. Унинг график кўриниши 3.3-рамда ифодаланган.