(6.1)
Выразим химические потенциалы компонентов:
- для свободных адсорбционных центров; |
- для комплексов адсорбат - адсорбент. |
- для свободных молекул адсорбата;
В этих уравнениях выступает в качестве мольной доли свободных
центров, а - мольной доли занятых центров. Подставим значения химических потенциалов в (6.1)
где "b" - адсорбционный коэффициент, а по смыслу константа равновесия для процесса адсорбции . Последнее уравнение удобнее разрешить относительно доли занятой адсорбируемым газом поверхности θ:
откуда
(6.2)
Уравнение (6.2) носит название уравнения Лэнгмюра.
Запишем уравнение (6.2) в другом виде, введя величину адсорбции.
По определению и тогда
(6.3)
Из зависимости можно найти величины и "b". Для этого
перепишем (6.3) так:
(6.4)
т. е. в координатах будет прямая линия, тангенс угла наклона
которой равен , и отсекающая на оси ординат отрезок
Зависимость (6.4) изображена на рис. 6.1. Обработка экспериментальных результатов в этих координатах позволяет определить величину максимальной адсорбции и константу равновесия процесса адсорбции «b».
|
|
С ростом температуры при постоянном p величина "b" уменьшается, следовательно, и величина Г будет уменьшаться. Изотерма
Рис. 6.1 Изотерма адсорбции. |
пойдёт ниже, но будет стремиться к , которое от Т не зависит (см. рис. 6.2).
Рис. 6.2. Влияние температуры на вид изотермы адсорбции.
При малых давлениях p величина , и (6.3) превращается в