Гиббсовская (мономолекулярная) адсорбция из бинарных растворов

Адсорбционно - десорбционное равновесие на границе

твердое – раствор

В отличие от адсорбции газов на поверхности твердых адсорбентов, при котором поверхность адсорбента постепенно заполняется адсорбатом с ростом давления в соответствии с изотермой адсорбции, при адсорбции растворов поверхность адсорбента всегда полностью занята молекулами растворителя и растворенного вещества. Растворенное вещество адсорбируется, вытесняя из поверхностного слоя молекулы растворителя.

При адсорбции из раствора можно записать уравнение Гиббса:

По уравнению Гиббса – Дюгема:

Подставим в уравнение Гиббса:

(4.34)

Допустим, что общее число молей на поверхности постоянно, тогда добавление одного компонента вызовет убыль другого, т.е.

(m связан с a _{раств. в-ва})

Выразим Г ₂ через а ₂:

(4.35)

- уравнение гиббсовской мономолекулярной адсорбции на твердом адсорбенте из раствора.

Рис. 4.4. Зависимость гиббсовской адсорбции от состава бинарного раствора

Если обозначить через А ₁ и А ₂ – число молей компонентов раствора на единицу площади поверхностного слоя площадью S, тогда зависимость величины гиббсовской адсорбции от состава запишется:

(4.36)

(Из рассмотрения баланса перераспределения компонентов между объемом и поверхностью)

N ₁ и N ₂ – отражают состав бинарного раствора.

Если в правой части умножим и разделим на N ₁ N ₂:

(4.37)

- коэффициент распределения компонентов между поверхностным слоем и объемом.

Анализ: Если >, то Г₂>0.

Произведение - говорит о наличии максимума.

Дата добавления: 2014-01-11