Sorbsiya konsentrlash usuli sifatida, sorbsiyaning o‘ziga xosligi

Sorbsiya konsentrlash usuli sifatida, sorbsiyaning o‘ziga xosligi
Konsentrlashning sorbsion usullari sorbsiya jarayonidan tayyor sorbentdan foydalanishga asoslangan. Gazlarning, bug‘larning qattiq moddalar va suyuqliklarga yutilgan erigan moddalarning yutilishiga asoslangan konsentrlashning sorbsion usullarida sorbsiyaning turli tuman mehanizmlari qo‘llanilishi mumkin: Sorbsiya jarayoni mexanizmi bo‘yicha quyidagilarga bo‘linadi.
1. Fizikaviy sorbsiya
2. Absorbsiya
3. Adsorbsiya
4. Xemosorbsiya
5. Kapilyar kondensatlanish.
Fizikaviy adsorbsiya sorbent bilan sorbsiyalanadigan modda orasidagi molekulalar aro o‘zaro ta’sir kuchiga asoslangan (uni molekulyar sorbsiya ham deyiladi).
Absorbsiya - bu gazlar, bug‘lar yoki erigan moddalarni suyuq yoki qattiq fazaning butun hajmi bo‘ylab yutilishidir.
Adsorbsiya - bu qattiq yoki suyuq jism sirtiga moddalarning yutilishidir.
Xemosorbsiya - bu qattiq yoki suyuq sorbent va sorbillanadigan modda orasidagi o‘zaro kimyoviy (kimyoviy birikma hosil qilishi bilan moddalarni yutishi) ta’sirning borishiga asoslangan (bu ion almashinish, kompleks hosil qilish, oksidlanish-qaytarilish va boshqalar). Sorbsiyani statik, dinamik va xromatografik variantlarda amalga oshirish mumkin.
Kapilyar kondensatlanish - bu qattiq sorbentning g‘ovakliklarida va kapilyarlarida modda bug‘larining yutilishida suyuq fazalarning hosil bo‘lishidir.
Ammo, amaliyotda ularning har birini toza holatda alohida uchratish mumkin: ular odatda bir-biri bilan birgalikda uchraydi. Adsorbsiya odatda xemosorbsiya bilan birga uchraydi. Mikroelementlarni konsentrlashda ko‘pincha adsorbsion va xemosorbsion usullar ko‘proq tarqalgan, keyingilari orasida ion almshinish, kompleks hosil qilish, xelat smolalarini hosil qilish va foydalanish mumkin. Umuman bunday klassifikatsiyalash moddaning sorbent bilan o‘zaro ta’sir mexanizmiga asoslangan.
Shuningdek jarayonni amalga oshirish usuliga asoslangan klassifikatsiyani ko‘rib chiqish mumkin. U holda statistik va dinamik (xromatografik) usullarni ajratish mumkin. Agar harakatsiz fazaning geometrik shakllari bo‘yicha klassifikatsiyalash kiritilsa u holda xromatografik usullarni kolonkali va yupqa qavatli (qog‘oz va yupqa qavat xromatografiyasi) ga ajratish mumkin.
Konsentrlashning sorbsion usullari, xususan ion almashinish usuli effektivroq hisoblanadi, agarda mikroelementlarni keyingi aniqlashlarda bitta namunaning yoki konsentrantning o‘zida, o‘zaro xalaqit beruvchi mikroelementlari bo‘lsa – bu masalan neytron-aktivatsion, spektrofotometrik, voltamperometrik usullariga tegishlidir. Konsentrlashning sorbsion usuli odatda ajratishning yaxshi tanlanuvchanligini, konsentrlash koeffitsientining yuqori qiymatlarini ta’minlaydi. Konsentrlashni nisbatan oson boshqarish mumkin, chunki sorbsion-desorbsion jarayon ko‘pincha qaytar bo‘ladi va boshqarish oson. Sorbsion jarayonlarni amalga oshirish uchun, yuqori temperatura va murakkab asboblar talab etilmaydi, shuning uchun bunday gruppa-usullari dala sharoitida ishlarni bajarish uchun qulay. Sorbsiya guruhli konsentrlash uchun juda qulay. Mikrokomponentlarni konsentrlash uchun qo‘llanilishi bo‘yicha turli sorbentlardan foydalaniladi. Ular juda yuqori yutish qobilyatiga ega bo‘lishi, imkoni boricha oson regeneratsiyalanadigan bo‘lishi, kimyoviy va mexanik mustahkam bo‘lishi kerak.
Keng tarqalgan sorbentlar- aktivlangan ko‘mirlar, alyuminiy oksidi, modifikatsiyalangan sellyuloza, ionalmashtirgichli va xelatli sintetik smolalar, ayrim hollarda silikagel-suvli eritmalardan sorbsiya uchun qulay bo‘lmagan.
Noorganik analizda ko‘pincha sorbsiyani suyuq muhitdan amalga oshiriladi. Bularda molekulyar adsorbsiya bilan bir qatorda ion almashinish va kompleks hosil qilish jarayonlarini amalga oshirish mumkin.
Adsorbsiyada modda adsorbent sirtida molekulalararo o‘zaro ta’sir kuchlari ta’siri ostida, fazalar chegara sirti ta’siri ostida konsentrlanadi.
Adsorbsion sistema o‘z ichiga adsorbent-katta sirt sig‘imiga ega modda- va adsorbent-modda, uning molekulalari yutiladi. Ya’ni adsorbsiya jarayonida adsorbent sirtida molekulalararo ta’sir kuchlar ta’sirida fazalar ajralishi sirtida moddalar konsentrlanadi. Adsorbent molekulalarining qattiq jism sirti bilan o‘zaro ta’siri bir necha sabablarga ko‘ra sodir bo‘ladi, bular fizikaviy (o‘zaro tortishish kuchlari) va kimyoviy (birikmalar hosil bo‘lishi) sabablardir. Xemosorbsiyadan farqli o‘laroq fizikaviy adsorbsiya oson qaytardir.
Turli adsorbsion jarayonlarni hisobga olish uchun Freyndlix tenglamasi qo‘llaniladi.
a=bcⁿ
bu erda b va n – konstantalar
Bu tenglama sorbilangan modda miqdori va eritmadagi moddaning muvozanat konsentratsiyasi yoki gazsimon fazadagi modda muvozanat konsentratsiyasini bog‘lovchi C va shuningdek sorbent sirtining kimyoviy va geometrik har xilligini hisobga oluvchi bog‘lanish hisoblanadi.
Tenglamaga javob beruvchi sorbsiya izotermasi (4.1-rasm) n ning qiymatiga bog‘liq ravishda qovariq (n<1) bo‘lishi, chiziqli (n=1) va botiq (n>1) bo‘lishi mumkin, bunda qavariq izotermali sistemalar maqsadga muvofiqdir.
b va n konstantalar qiymatlari adsorbatning qaynash temperatrasi ortishi bilan ortadi,va adsorbsiya temperaturasi ortishi bilan kamayadi.