7. Уравнение Генри

Основана на допущениях-протекает только физическая адсорбция, повть адсорбента энергетически однородна, для насыщения поверхностных сил формируется только мономолекулярный слой молекул адсорбата, тогда сост равновесия можно представить в виде: мол г.ф. С↔молек на ад-те Са Са/С=К, где К константа равновесия.Если газ идеален то конц С=P/RT и тогда Са=KP/RT.) Введем понятие А- колво адсорбата приходящееся на один грамм адсорбента.Тогда общее колво А будет А=Ca*Va, где Va- объем адсорбированного слоя, с др стороны Va=S*r, S- площадь повти адсорбента,r- толщина адсорбц слоя.,тогда А=KSrP/RT. При Т=const A=KrP(закон распределения Генри,т.е. величина адсорбции прямо пропорц Р(с) адсорбата.Данный закон применим при малых давлениях.Графически это уравнение прямой, которая харна тем что в случае когда Р→∞ то к→∞, однако уже при малых значениях давления особенно для тв адсоббентов наблюдае6тся отклонение. Если взаимодейств адсорбат/адсорбент больше чем взаимод адсорбент/адсорбат то имеем положит отклонение.Если наоборот то мы имеем отрицат отклонение.Урние Генри рассматривает адсорбцию как выравнивание хим потенциалов адсорбата в адсорбционном слое и в объеме фазы.Основным условием выполнения закона является бесконечна большая энергетическая однородная поверхность адсорбента. Это и есть первое приближение в модели адсорбции.

8. Уравнение Лангмюра

Для дано теории харны след допущения: адсорбция ограничивается образованием на повти адсорбента мономолекулярного слоя молекул адсорбата,адсорированные молекулы не взаимодействуют друг с другом,повть адсорбента энергетически однородна.

В рамках данных допущений изотерма адсорбции паров газов на повти тв адсорбентов описывается урнием Лэнг-Мюра. A=Ambc/(1+bc)

С/А=(1/Аmb)+(C/Am) ,где А-величина адсорбции(моль/г), Am-предельная адсорбция соотв покрытию повти адсорбента мономолекулярным слоем адсорбата(моль/г), b- константа адсорбционного взаимодействия характер энергию взаимодействие молекул адсорбата и адсорбента, С-равновесная концентрация адсорбата. Урние Лангмюра в линейной форме обычно используют для определения константы b и величины предельной адсорбции. Зная величину предельной адсорбции можно определить удельную повтьадсорбента Sуд=AmNAω, ω-площадь занимаемая одной молекулой адсорбата.

9. Уравнение бэт

теория Лэнгмюра применима для описания хемосорбции ионного обмена физической адсорбции газов при невысоких давлениях.Основное несоответствие теории Лэнгмюра на практике в том что мономолекулярный слой не компенсирует полностью избыточную пов энергию. Теория БЭТ основана на следующих допущениях:повть адсорбента энергитически однородна, адсорбированные молекулы не взаимодействуют друг с другом по горизонтали,на повти адсорбента формируются последовательно комплексы из одной двух трех и т.д. адсорбированных молекул причем взаимод между молекулами по вертикали во втором и последующих слоях такое же как и при взаимодействии между ними в жилком состоянии.

В теории БЭТ предполагается что адсорбционный слой можно рассматривать как пленку жидкости определенного объема и тогда адсорбция это переход компонента из газовой фазы в псевдожидкую на повти адсорбента. А- адсорбент,В молекулы абсорбата.то процесс адсорбции по БЭТ мона представить как ряд хим реакций A0+В↔АВ1 ; АВ1+В↔АВ2 ;АВ2+В↔АВ3. Тогда для данных реакций можно записать Кр=АВ1/А0*В ,К1=АВ2/АВ1*В ,К2=АВ3/АВ2*В

Отсюда можно найти колво адсорбционных центров в любой момент времени.

В данной теории принято что энергия взаимодействия молекул адсорбат/адсорбент во втором и последующих слоях такая же адсорбат/адсорбент в жидком состоянии, тогда данные константы равны между собой Кр=К1=К2=am/ap=1/ps=KL.

KL -константа конденсации жидкости. Она равна отношению активности вва в жидком состоянии к его активности в виде пара. В стандартных условиях am=1,а ap=давлению насыщенного пара жидкости при постоянной Т .Величина общей адсорбции равна сумме адсорбций всех моно слоев:A=(am*C*(p/ps))/((1-(p/ps)*(1+(c-1)*(p/ps))-урние БЭТ.с-константа кот характерихует разность энергий адсорбции и конденсации. Р-давление пара,ps-давление насыщенного пара.Уравнение БЭТ описывает S образную кривую.Данное уравнение называется обобщенным уравнением Лэнгмюра т.к. при уменьшении давления до 0,3..0,4 уравнение БЭТ переходит в уравнение лэнгмюра.При дальнейшем уменьшении давления урние БЭТ переходит в уравнение Генри т.е. оно обобщает теорию Генри и теорию Лэнгмюра.Оно также как и уравнение лангмюра применяется для определения удельной поверхности.

Адсорбция на неоднородной поверхности.

Поверхность реальных адсорбентов харся энергетической неоднородностью т.е. наличием участков или адсорбционных центров кот имеют разную энергию взаимодействия с молекулами адсорбата. В этом случае общая адорбция может быть определена суммированием величин адсорбции на каждом из участков. Аобщ=ΣАi. Адсорбция на участках может быть рассчитана с помощью любого адсорбционного уравнения.