Анализ и применение уравнения изотермы адсорбции Лэнгмюра

Уравнение изотермы адсорбции Лэнгмюра применимо не только для адсорбции газов и паров на твердых адсорбентах, но и для адсорбции на границах газ/жидкость и жидкость/твердое тело.

Константа адсорбционного равновесия в уравнении Лэнгмюра (К) характеризуют энергию взаимодействия адсорбата и адсорбента (химическое сродство ). Чем сильнее это взаимодействие, тем больше константа адсорбционного равновесия:

. (3.13)

Константа адсорбционного равновесия тем больше, чем сильнее выражено сродство адсорбата и адсорбента. С повышением температуры константа адсорбционного равновесия уменьшается, т.к. возрастает скорость десорбции.

Величина А_∞ зависит от числа адсорбционных центров на единице поверхности или массы адсорбента и от размеров молекул адсорбата. Чем крупнее молекула адсорбата, тем меньше А_∞.

Типичная изотерма адсорбции Лэнгмюра показана на рис. 3.4.

Рис. 3.4. Изотерма мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра
в координатах А = f (p)

На изотерме адсорбции выделяют три участка:

I – в области малых давлений (р→ 0, Кр<< 1), тогда: А = А_∞·Kp, величина адсорбции линейно растет с увеличением концентрации (уравнение Генри).

III – в области больших давлений (Кр>> 1), тогда: А = А_∞, вся поверхность адсорбента занята молекулами адсорбата.

II – в области средних давлений [уравнение (3.11)].