العوامل المؤثرة في عملية الامتزاز Factors Influencing of Adsorption Process |
487
01:43 صباحاً
التاريخ: 2024-08-14
|
أقرأ أيضاً
التاريخ: 29-5-2018
985
التاريخ: 19-2-2019
1397
التاريخ: 26-3-2018
2064
التاريخ: 2024-03-26
689
|
(1) تركيز المادة الممتزة Concentration of Adsorbate
بصورة عامة تزداد كمية المادة الممتزة من المحلول بزيادة تركيزها. وفي بعض الحالات تتوقف عملية الامتزاز عندما تتكون طبقة واحدة من المادة الممتزة على السطح إلاّ أنه قد يستمر في حالات أخرى ليكون عدة طبقات من المادة الممتزة على سطح المادة المازة وعندها تكون كمية المادة الممتزة أكبر من الإمتزاز أحادي الطبقة[1] . إن الشكل الذي يوضح العلاقة بين كمية المادة الممتزة وتركيز الإتزان يسمى آيزوثيرم الإمتزاز (Adsorption Isotherm) ومن شكل الآيزوثيرم نستطيع التنبؤ بعلاقة كمية الإمتزاز مع تركيز المادة الممتزة في المحلول [2].
(2) السطح ألماز The Adsorbent
كمية المادة الممتزة تعتمد على ثلاث خصائص للسطح الماز التي تشمل الطبيعة الكيميائية للسطح, ومساحة السطح المحددة , ومسامية السطح [3]. حيث تؤثر السطوح المسامية على الكمية وكذلك الانتقائية , إن السطوح المسامية توفر مساحة سطحية اكبر للامتزاز مقارنة بالسطوح الغير مسامية وهذا يعتمد على حجم الجزيئة الممتزة , وأشكال المسام ومقاساتها وتجانسها مما يجعل ايزوثيرمات الامتزاز أكثر إنطباقاﹰ مع النماذج النظرية المقترحة للامتزاز على عكس السطوح الغير متجانسة [5-4].
(3) طبيعة الممتز Nature of Adsorbate
لخصائص المادة الممتزة دورا هاماﹰﹰ في عملية الامتزاز مثل القطبية و الشكل و وجود مجاميع فعالة و الوزن الجزيئي و الذوبانبة الذي يحكم قدرة الجزيئات للامتزاز على سطح معين (امتزاز انتقائي لأحد مكونات المحلول دون الاخر )[6] .إن قطبية المواد الممتزة وتعدد الحلقات الأروماتية وشكلها و مجاميعها الفعالة تعمل على رفع سعة امتزازها على السطوح المختلفة ومن امثلة هذة المواد اصبغات الأدوية و المبيدات و يعود السبب في ذلك إلى حالة الرنين لالكترونات (π) للحلقة الاروماتية إذ لاحظ إن لمبيد الباراكوت Baraqut)) قابلية امتزاز عالية على الأطيان مقارنة بغيرها من المبيدات و قد اتضح أن الباراكوت يعطي ايونات عضوية موجبة Organic Cation)) يكون لها ميلاﹰ عالياﹰ للارتباط مع سطوح الأطيان ذات الشحنة السالبة [7] . إذ تميل السطوح القطبية إلى أمتزاز المكونات القطبية أكثر في المحلول. فضلاﹰ عن ذلك، تزداد كمية الامتزاز مع زيادة الوزن الجزيئي للمادة الممتزة ، وتنخفض، مع زيادة الذوبان [9,8].
(4) الدالة الحامضية pH Value
قد يزداد مدى الامتزاز أو ينخفض أو يبقى دون تغيير نتيجة لتغيير الرقم الهيدروجيني(pH). ويمكن أن تشارك العديد من المتغيرات في هذه العملية مثل طبيعة الحالة الكيميائية للسطح الماز ، والمادة الممتزة ، والمذيب. ومن المتوقع أن تحدث المنافسة نتيجة تفاعل أيوناتH+ أو OH- مع المذاب أو السطح أو المذيب. مثل هذا التفاعل يمكن أن يغير الحالة الكيميائية، والتي قد تؤدي إلى زيادة أو نقصان سعة الامتزاز [11,10].
(5) درجة الحرارة Temperature
تأثير درجة الحرارة على سعة الامتزاز يعتمد على نوع الامتزاز وطبيعة كل من الممتزات و السطح الماز 12]]. عادة ما تكون عملية الامتزاز هي عملية باعثة للحرارة وبالتالي، وفقا لمبدأ لي شاتلي ( sﹸ(Le-Chatelier، فإن انخفاض درجة حرارة النظام يؤدي إلى زيادة في سعة الامتزاز [13] مثلاﹰ ، في الامتزاز الفيزيائي حيث ان الانخفاض في درجة الحرارة تزيد من سعة الامتزاز. اما في الامتزاز الكيميائي، سعة الامتزاز قد تزداد أو تنخفض مع ارتفاع درجة الحرارة اعتمادا على نوع التفاعل والترابط بين السطح والجزيئات الممتزة. من ناحية أخرى، فإن زيادة الامتزاز مع ارتفاع درجة الحرارة يعني أن العملية هي ماص للحرارة [14].
(6) الشدة الايونية Ionic Strength
تؤثر الشدة الأیونیة للأملاح الالكترولیتیة على عملیة الامتزاز، حيث يعتمد تأثير الشدة الايونية على طبيعة كل من السطح الماز والمادة الممتزة[15] ,اذا كانت الزيادة في الشدة الايونية للمادة المضافة تعمل على زيادة في ذوبانية المادة الممتزة فأن ذلك يؤدي الى انخفاض في سعة الامتزاز (قاعدة تروبي) ,و من المتوقع حدوثة عند وجود ايونات مماثلة لأحد ايونات المادة الممتزة والتي بسبب تأثير الايون المشترك تقلل من ذوبانية الممتز وتزيد من امتزازه [16].إذ ان تأثير زيادة الشدة الايونية للمواد الممتزة غير الايونية قد يؤدي الى حدوث عملية التمليح Salting out)) سوف يؤدي الى تقليل من ذوبانية الممتز و زيادة في عملية امتزازها [17].
اما عند تكوين معقداﹰ تناسقياﹰ بين المادة الممتزة وبين عدد من الايونات المضافة في المحلول فإنه يؤثر في عملية الامتزاز ويعتمد على ذوبانية وشحنة المعقد المتكون [18] .وبذلك لن يكون هناك أي تأثير للشدة الايونية على الاسطح غير القطبية في حين قد يكون هناك احتمال تأثير على السطوح القطبية يتجة التنافس الحاصل بين الايونات الممتزة و الايونات المضافة على المواقع الفعالة الموجدودة على الاسطح المازة مما يقلل من الامتزاز ,و في حالة السطوح المازة المشحونة بشحنة مشابهة لشحنة المادة الممتزة فأن زيادة الشدة الايونية سوف يؤدي الى تغطية السطح الماز بطبقة من الايونات المخالفة بالشحنة لشحنة المادة الممتزة مما يزيد من سعة عملية الامتزاز و العكس صحيح [19] . و بأستخدام المعادلة الاتية يمكن حساب القوة الايونية[20]
(7) المذيب و قاعدة تروبي Solvent and Traube, s Rule
تتنافس جزيئات المذيب مع الجزيئات المذابة في عملية الامتزاز لاحتلال مواقع الامتزاز الموزعة على الممتزات. وتعتمد هذه المنافسة على التفاعل بين كل من المذاب والمذيب والسطح الماز , وكذلك على المذيب مع المذاب في الطبقة الممتزة على السطح [21]. ولذلك، فإن نتيجة هذه التفاعلات تكون أكبر كلما كانت الفصائل المتفاعلة متشابهه بالقطبية ,وكلما كان الممتز (المذاب) قليل الذوبان في المذيب ازدادت قوة أمتزازه على السطح الماز .و عموماﹰ فأن الذوبانية الواطئة للممتز (المذاب) في المذيب تؤدي إلى سعة امتزاز أكبر, ومن اهم الدراسات الاولية التي اشارت الى تاثير نوعية المذيب فضلاﹰ عن تأثير السطح الماز هي دراسة تروبي والقاعدة التي سميت بأسمه (Troube,s Rule ) وتنص على أنه " تزداد كمية الامتزاز للمواد العضوية من محاليلها المائية زيادة منتظمة بزيادة طول السلسلة الهيدروكاربونية "[22]
و يوضح الشكل (a5-1) علاقة كمية الامتزاز لسلسلة من الحوامض الكاربوكسيلية والتي تعتبر تطبيقاﹰ عملياﹰ لقاعدة تروبي ((Troube,s Rule امتزاز سلسلة من الحوامض الكاربوكسيلية من محاليلها المائية على سطح فحم حيواني (كاربون ), و وجد ان سعة امتزازها تزداد على النحو الآتي :
Butyric >Propionic >Acetic >Formic acid
بينما يوضح الشكل (b5-1) امتزاز سلسلة من الحوامض الكاربوكسيلية على سطح هلام السليكا من التلوين ,فيظهر العكس من ذلك بأستخدام مذيب لا قطبي وسطح قطبي فوجد ان سعة الامتزاز للحوامض الكاربوكسيلية تترتب على النحو الآتي 22] [:
Acetic >Propionic> Butyric>Caprylic
-------------------------------------------------------------
Experimental solubility And Adsorption., TMS (The Minerals, Metals & Materials Society), (2004).
|
|
تفوقت في الاختبار على الجميع.. فاكهة "خارقة" في عالم التغذية
|
|
|
|
|
أمين عام أوبك: النفط الخام والغاز الطبيعي "هبة من الله"
|
|
|
|
|
قسم شؤون المعارف ينظم دورة عن آليات عمل الفهارس الفنية للموسوعات والكتب لملاكاته
|
|
|