Теория мономолекулярной адсорбции

(Теория Ленгмюра 1915 год)

Исходные положения:

1) На поверхности адсорбента имеются активные центры, на которых происходит адсорбция, они занимают малую часть поверхности. Активными центрами могут служить различные неоднородности поверхности: выступающие атомы, ребра кристаллов, дефекты кристаллической решетки, микротрещины, атомы примесей и другие.

2) Адсорбционные силы имеют природу, близкую к химической, поэтому они способны к насыщению. Следовательно, на одном адсорбционном центре адсорбируется только одна молекула, в итоге на поверхности образуется лишь мономолекулярный слой адсорбтива.

3) Адсорбируемые молекулы через некоторое время десорбируются, на их место адсорбируются новые, устанавливается динамическое равновесие.

4) Взаимодействием между адсорбированными молекулами можно пренебречь.

Исходя из этих положений, выведем уравнение, описывающее изотерму адсорбции.

Обратимый процесс адсорбции можно записать как следующую реакцию.

молекула + свободный активный центр/адсорбционный комплекс

(занятый активный центр)

В равновесии υ₁ = υ₂,введем обозначения:

α_max - общее число активных центров на единице поверхности;

α - число занятых активных центров на единице поверхности (поверхностная концентрация адсорбтива)

(α_max−α) - число свободных активных центров на единице поверхности.

k₁∙Р∙ (α_max−α) = k₂∙α

, поделим левую часть на k₂,

обозначим буквой K константу равновесия адсорбционного процесса ,

тогда - уравнение Ленгмюра, оно описывает всю изотерму.

I участок K·Р << 1;

III участок K∙Р >>1;

Дата добавления: 2014-01-05