Sirtni ximiyaviy modifikatsiyalanishning adsorbtsiya energiyasiga ta‘siri

Katta kvadrupol momentiga va π-elektron bog’lariga ega bo’lgan qutbsiz molekulaning adsorbent sirtidagi gidroksil gruppalar va ionlar bilan spetsifik ta‘siri

Reja:

1. 
   Sirtni ximiyaviy modifikatsiyalanishning adsorbtsiya energiyasiga ta‘siri
   
2. 
   Adsorbentlarni aktivligini tiklash va regeneratsiyalash (desorbtsiya)
   

Ba‘zi bir molekulalarda va moddalarda elektron zichliklar bir xil taqsimlanmagan holat ham kuzatiladi, masalan, katta kvadrupol momentiga ega bo’lgan molekulalarda (azot molekulasi) yoki π – elektron bog’lariga ega bo’lgan (toyinmagan va aromatik uglevodorodlar molekulasi) moddalarda.

Elektrostatik nuqtai nazardan bunday molekulalarni multipollar deb qarash mumkin: molekulaning ayrim joylarida elektron zichliklarning taqsimlanishi bir xil bo’lmaydi. Qutbsiz kvadrupol moleklaga oddiy misol SO₂ molekulasi. SO₂ bog’lar dipollari to’g’ri chiziqqa tarqalgan bo’lib, yo’nalishi teskari tomonga yo’nalgan bo’ladi.
Etilen va benzol molekulalarida esa π – bog’lar hosil qiluvchi elektron bulutlar o’qi etilenda qo’shbog’ning tekisligiga perpendikulyar joylashgan. Etilen va benzol molekulalari adsorbillanganda ularning molekulalari sirtga tekis joylashadi. Agar adsorbentning sirtida gidroksil gruppalar bo’lsa, etilen va benzol molekulalaridagi π – elektronlari va gidroksil gruppalar orasida yaqin masofalarda o’ziga xos spetsifik ta‘sirlashuvlar yuzaga keladi, qaysiki bu ta‘sirlashuvi vodorod bog’lari ta‘sirlashuvi darajasiga yaqin deb qabul qilishimiz mumkin.
Shunday ta‘sirlashuvlar energiyasini adsorbat molekulasidagi zaryadlarning tarqalishi modeliga va adsorbat sirtidagi gidroksil gruppalarga asoslanib xisoblab chiqarish mumkin.
Benzol yoki etilen silikagelga adsorbillanishida bu energiya 2-4 kkal/mol gacha bo’ladi.
Dipollar, kvadrupollar va π – bolari bo’lgan molekulalar adsorbtsiyasi sirtdagi gidroksil gruppalarning chiqib ketishiga juda sezgirdir.
Silikagel sirtidagi ON- gruppalarning degidratatsiyalanishida suv, spirt, efir va boshqa qutbli molekulalar kabi azot (kvadrupol momentiga ega), toyinmagan va aromatik uglefodarodlar adsorbtsiyasi keskin pasayadi.
Adsorbat – adsorbat ta‘sirlashuvlar energiyasi.
Adsorbat – adsorbat tortishish kuchlarining energiyasi yig’ilib, adsorbat – adsorbent tortishish kuchlariga qo’shiladi va adsorbtsiyaning umumiy energiyasi ortishiga olib keladi. Adsorbtsiyaning izosterik issiqligi uchun qoyidagini yozamiz:
yoki
formulaga asosan:
formulani tuzamiz.
Bu yerda: bir xil toza sirtdagi adsorbtsiya issiqligi.
a va v monosloy uchun Van-der-vals tenglamasidagi itarishish va tortishish konstantalari; bir xil bo’lmagan sirtdagi adsorbtsiyaga adsorbat ta‘sirlashuvlar bu sirtning bir xil bo’lmaganligi tufayli niqoblanadi va sirtning to’lib borishi bilan adsorbtsiya issiqligi esa, o’smaydi. Sirtning bir xil bo’lmasligi turli markazlarning miqdori bilan xarakterlanadi. Avvalo katta adsorbtsiya energiyasiga ega bo’lgan markazlar to’ladi va ularning to’lib borishi bilan adsorbtsiya issiqligi pasayadi. Bu pasayish shunchalik kattaki nisbatan kuchsiz bo’lgan adsorbat-adsorbent ta‘sirlashuvlar energiyasining o’sishi ham kompensatsiya qila olmaydi.