Н. Каразина С. В

A  K_Г  c

или

A  K^_Г  p , (7.9)

где

K_Г ,

K^_Г

– константы, с – равновесная концентрация адсорбтива в

объемной фазе, p – давление паров адсорбтива.

Согласно закону Генри, величина адсорбции при небольших концен- трациях (или малых давлениях)

прямо пропорциональна равно- _A

весной концентрации адсорбти- ва или его давлению в газовой фазе. Закон Генри выполняется в очень узком концентрацион- ном интервале.

Гораздо большее примене- ние для обработки эксперимен-

тальных данных по адсорбции ^c

из растворов (или газовых сме- сей) находит эмпирическое уравнение Фрейндлиха (1906):

Рис. 7.2. Изотерма адсорбции Фрейн- длиха.

1

A cⁿ , (7.10)

ва, обычно величина ¹

n

имеет значение от 1 до 0.3;  – индивидуальная

константа адсорбтива, изменяется в достаточно широких пределах, на- пример, по Н. П. Пескову при адсорбции на животном угле  варьируется от 3 до 23. На рисунке 7.2 представлена изотерма адсорбции Фрейндли- ха.

Обычно уравнение Фрейндлиха (7.10) используется в логарифмиче- ской форме

ln A  ln   ¹ ln c , (7.11)

n

позволяющей построить прямолинейный график зависимости

ln A 

f (ln c)

и определить параметры  и ¹ .

n

4. 
   ТЕОРИЯ МОНОМОЛЕКУЛЯРНОЙ АДСОРБЦИИ ЛЭНГМЮРА
   

Первой теорией, позволяющей получить изотерму адсорбции – зави- симость A от c , которая предсказывает концентрационную зависимость адсорбции, является теория И. Лэнгмюра, разработанная для процесса адсорбции газов на поверхности твердого тела.

Основные положения мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра (1916)

можно сформулировать следующим образом:

• 
  адсорбция вызвана остаточными валентными силами на поверхно- сти адсорбента, и, по существу, является химическим процессом;
  
• 
  адсорбция происходит на активных центрах, в качестве которых могут выступать неоднородности поверхности, ребра, углы кристаллов, дефекты поверхности и т.п. – места ненасыщенности силового поля;
  
• 
  поверхность адсорбента эквипотенциальна, то есть адсорбционные центры энергетически эквивалентны;
  
• 
  каждый адсорбционный центр взаимодействует только с одной мо- лекулой адсорбата, следовательно на поверхности адсорбента образует- ся только мономолекулярный слой молекул адсорбата, то есть существует адсорбционное насыщение;
  
• 
  адсорбированные молекулы не взаимодействуют между собой;
  
• 
  состояние равновесия при адсорбции имеет динамический харак- тер, и определяется равенством скоростей конденсации и испарения мо- лекул на поверхности адсорбента.
  

Исходя из этих положений, выведем уравнение изотермы адсорбции.

Пусть на единице поверхности имеется

^max

адсорбционных центров,