теории Лэнгмюра

Основные положения теории мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра
1) адсорбция протекает не на любой точке поверхности твердого тела, а только на
так называемых активных центрах
2) активные центры энергетически эквивалентны (адсорбционная поверхность
энергетически однородна)
3) каждый из активных центров взаимодействует только с одной молекулой
адсорбата, а при полном заполнении поверхности адсорбента слоем адсорбата
толщиной в одну молекулу (мономолекулярного слоя) адсорбция прекращается
4) адсорбированные молекулы не переходят от центра к
взаимодействуют друг с другом внутри адсорбционного слоя
центру
и
не
5) в состоянии адсорбционного равновесия скорости адсорбции (прямой процесс) и
десорбции (обратный процесс) одинаковы
десорбция
адсорбция
Вывод адсорбционного уравнения Лэнгмюра
Определение констант в уравнении изотермы адсорбции Лэнгмюра
=
Анализ изотермы адсорбции по Лэнгмюру
III
II
I
I
II
III
1 >> KC
a ≈ a∞KC ≈ KГC
Область выполнения закона
Генри (адсорбция по Генри)
a ≈ a∞
Предельная адсорбция
1 ≈ KC
1 << KC
Факторы, влияющие на молекулярную адсорбцию
a = f (природа адсорбента, природа адсорбата, концентрация (парциальное давление
адсорбата в фазе над твердой поверхностью), температура)
a∞ = f (природа адсорбата; величина площади, занимаемой одной молекулой адсорбата
на поверхности адсорбента в случае образования мономолекулярного слоя)
K = f (природа адсорбата, природа адсорбента, температура)
§ 4. Теория полимолекулярной адсорбции БЭТ
Основные положения теории БЭТ те же, что и у теории Лэнгмюра, за
исключением одного отличия: при заполнении поверхности адсорбента слоем адсорбата
толщиной в одну молекулу адсорбция неп прекращается, адсорбировапвшаяся молекула
способна выступать в роли активного центра при адсорбции на ней следующих молекул
адсорбата с образованием второго, третьего и т.д. адсорбционных слоев
мономолекулярная
(теория Лэнгмюра)
a
a∞
a
a∞
C
полимолекулярная
(теория БрунауэраЭммета-Теллера)
1
p/pS
В области образования мономолекулярного слоя величина адсорбции
сущенственно замедляет ход при возрастании парциального давления адсорбата, в
области давлений пара адсорбата, близких к давлению его насыщенного пара
адсорбция сменяется объемной конденсации адсорбата
§ 4. Теория полимолекулярной адсорбции БЭТ
a  a
C* p
(1  p
pS
pS
) * (1  (C  1) * p
если p/pS << 1, то
a  a
pS
Уравнение изотермы адсорбции
Брунауэра-Эммета-Теллера
)
C* p
pS
K*p

1 K * p
1 C * p
pS
С = KpS
Уравнение изотермы адсорбции Лэгнгмюра
если p  0, то
a  a K * p
Уравнение изотермы адсорбции Генри
Определение констант в уравнении БЭТ
a  a
C* p
(1  p
pS
p
pS
) * (1  (C  1) * p
pS
)
pS
a * (1  p

pS
)
1
C 1 p

*
pS
a * Ñ a * Ñ
p
pS
a * (1  p
pS
)
tg 
1
a * Ñ
p
pS
C 1
a * Ñ
0.05  p
pS
 0.3