Теорія мономолекулярної адсорбції

Адсорбція газів на твердому адсорбенті – найпростіший варіант адсорбції і для неї Ленгмюром була запропонована теорія, яка отримала назву теорія молекулярної адсорбції. В основу цієї теорії лежать наступні основні положення:

1. адсорбція молекул відбувається не на всій поверхні адсорбенту, а тільки на певних її ділянках – адсорбційних центрах;

2. кожний адсорбційний центр може затримати тільки одну молекулу адсорбтиву, так як адсорбтив розміщується на адсорбенті мономолекулярним шаром;

3. адсорбційні молекули затримуються адсорбційним центром в проміжок тільки певного часу, потім відриваються і переходять в газову фазу. При підвищенні температури середній час перебування молекул на поверхні зменшується, відповідно і зменшується адсорбція.

Виходячи із цих положень, Ленгмюр отримав рівняння адсорбції, яке має наступний вид:

Г = Г_max

де, Г – адсорбція;

Г_max – найбільша адсорбція;

p – врівноважений тиск;

b - постійна.

Рівняння Ленгмюра дуже добре описує ізотерму адсорбції в широкому інтервалі тиску. При дуже малих (порівняно з одиницею) значеннях тиск в знаменнику рівняння можна знехтувати величиною bp. Тоді рівняння прийме вигляд Г = Г_max × bp, так як величина адсорбції прямо пропорційна тиску. При великих значеннях тиску можна знехтувати одиницею, тоді Г = Г_max. Це означає, що кількість адсорбованої речовини досягло межі і уже не залежить від тиску.