Теорія мономолекулярної адсорбції Ленгмюра

Розглянуто на прикладі газ – тверде тіло – Г/Т.

Передбачається: тверда поверхня однорідна, тобто активні центри поверхні мають залишкові валентності і здатні зв'язати кожний по одній молекулі, тому що рівномірно розподілені по поверхні. Заповнення всіх активних місць відповідає насиченню поверхні.

Якщо число активних місць поверхні приймають за одиницю, а частку таких активних місць, зв'язаних з адсорбованими молекулами, позначають через х, то вільна частина поверхні буде 1 – х. При х = 0 Г = 0, а при х = 1 Г = Г_max, знаходять (3.4):

(3.4)

На твердій поверхні при Т = const установлюється рухлива рівновага між молекулами, адсорбованими на поверхні, та молекулами, що відриваються від поверхні.

При рівновазі швидкість процесу адсорбції V_a дорівнює швидкості процесу десорбції V_д.

З вищенаведеного одержано рівняння ізотерми адсорбції Ленгмюра (3.5):

Г = Г_max ∙ (3.5)

де: С – об'ємна концентрація адсорбату; К_а – константа адсорбції; К_д – константа десорбції.

Це рівняння гіперболи з асимптотою Г = Г_max (вираз 3.5) при С→ ∞ Г→ Г_max, коли С велике в порівнянні з α_α (С >> α), Г= Г_max .

Відношення α – визначає крутість нахилу ізотерми і є мірою адсорбційної активності речовини, тобто мірою росту величини адсорбції з концентрацією адсорбенту (рис. 3.3).

 

 

Рис. 3.3. Графічне розв’язання рівняння Ленгмюра