Какие величины используются для количественного описания адсорбции?

В честь Гиббса одна из количественных характеристик адсорбции названа удельной или гиббсовской адсорбцией Г. В соответствии с методом избыточных величин Гиббса ее можно выразить как

,

где n_i – количество вещества в реальной системе; n_i^′ – в фазе I, n_i^″ – в фазе II идеальной системы; n_i^s – избыточное количества вещества в поверхностном слое; s – площадь межфазной поверхности.

Удельная адсорбция – это избыток или недостаток вещества в межфазном поверхностном слое, приходящийся на единицу площади поверхности или единицу массы поверхности по сравнению с количеством вещества в таком же объеме фазы:

,

где c_i^s – избыточная концентрация вещества в поверхностном слое; s – площадь межфазной поверхности; d – толщина поверхностного слоя.

Для практического определения величины гиббсовской адсорбции можно использовать формулу:

,

где c_o – начальная концентрация вещества в растворе; c – равновесная концентрация вещества в растворе, содержащем адсорбент; V – объем раствора; m – масса адсорбента.

Γ может быть положительной, если вещество концентрируется на поверхности, и отрицательной, если происходит переход вещества с поверхности в объем. Γ равна нулю, если концентрации искомого компонента в поверхностном слое и объемной фазе совпадают.
[ Γ_i ] = [кг/м²], либо [кг/кг], либо [моль/м²], либо [моль/кг].
Помимо гиббсовской адсорбции, используется представление о полной адсорбции а_i:

.

Полная адсорбция – количество вещества в поверхностном слое толщиной δ в расчете на единицу поверхности или массы адсорбента.

Полная адсорбция не может принимать отрицательные значения. Она равна нулю, если концентрация искомого компонента в поверхностном слое равна нулю.
[ a_i ] = [кг/м²], либо [кг/кг], либо [моль/м²], либо [моль/кг]

Дата добавления: 2014-01-04