АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Теория мономолекулярной адсобции Лэндмюра. Изотерма, изобара, изостера. Осн-е положения теории.

Теория мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра для описания молекулярной адсорбции на границе раздела фаз «твердое тело – газ». Теория базировалась на следующих положениях: 1) адсорбция молекул адсорбата происходит только на активных центрах (выступах, местах локализации ненасыщенных связей и т. п.) вплоть до образования насыщенного мономолекулярного слоя (при этом поверхность адсорбента полностью заполняется слоем адсорбата толщиной в одну молекулу); 2) активные центры энергетически эквивалентны (энергия адсорбции молекул адсорбата на любом активном центре одинакова); 3) адсорбция локализована (каждый активный центр взаимодействует только с одной молекулой адсорбата; адсорбировавшаяся молекула не может перемещаться в адсорбционном слое от одного активного центра к другому); находящиеся в адсорбционном слое молекулы адсорбата не взаимодействуют друг с другом; 4) при адсорбции между адсорбатом и адсорбентом не образуется химическая связь; взаимодействие происходит за счет сил Ван-дер-Ваальса; теплота адсорбции невелика (∆Hадс > –40 кДж ⋅ моль–1), т. е.речь идет о физической адсорбции; 5) адсорбция носит динамический характер (наряду с адсорбцией происходит и десорбция, состояние адсорбционного равновесия характеризуется равенством скоростей этих процессов).

Уравнения изотермы адсорбции Лэнгмюра:

где p – равновесное парциальное давление адсорбата, т. е. парцциаль-ное давление адсорбата в системе после установления адсорбционно-го равновесия.

где K – константа адсорбционного равновесия, л · моль–1; с –равновесная концентрация адсорбата в газовой фазе, моль · л–1. Графическая зависимость a =f (c) при Т = cоnst называется изотермой адорбции и имеет вид, представленный на рис. 4.2. Как видно из рисунка, эту зависимость можно разбить на три области.

В области I зависимость a =f (c) имеет линейный вид и описывается уравнением (4.21): при малых значениях парциального давления адсорбата (p → 0) выполняется соот-ие Kp << 1.

Сравнивая формулы (4.9) и (4.21), можно заключить, что константа Генри KГ, предельная адсорбция a∞ и константа адсорбционного равновесия в уравнении Лэнгмюра. K связаны простым соотношением

В области II (область средних концентраций) произведение Kp ~ 1и зависимость a =f (c). В области III концентрация адсорбата достигает значений, при которых поверхность адсорбента полностью заполняется молекулами адсорбата (образуется насыщенный мономолекулярный слой). Приэтом Kp >> 1 Величины K и а∞ называют константами уравнения Лэнгмюра. линейными уравнениями изотермы адсорбции Лэнгмюра.

По значению предельной адсорбции а∞ можно определить размеры молекул адсорбата: площадь, занимаемую молекулой адсорбата на поверхности адсорбента S₀ и длину молекулы адсорбата, равную толщине адсорбционного слоя δ. Метод определения размеров молекул адсор-бата основан на том, что в мономолекулярном слое молекулы адсор-бата (например, поверхностно-активного вещества (ПАВ)) располагаются на поверхности раздела фаз не хаотично, а ориентированно, образуя так называемый частокол Лэнгмюра (см. подраздел 2.2). При таком ориентированном расположении молекул адсорбата на единице площади поверхности адсорбента (в адсорбционном слое) их разместится 1/S₀ молекул или 1/S₀ Na молей. Поскольку количество моль адсорбата, приходящихся на единицу площади поверхности раздела фаз, это предельная адсорбция а∞, то

Дата добавления: 2015-10-11 | Просмотры: 722 | Нарушение авторских прав