Ізотерма адсорбції (закон) Генрі

Дата добавления: 2014-10-03 | Просмотров: 1602

В залежності від природи адсорбату і адсорбенту адсорбцію можна класифікувати наступним чином:

- адсорбцію газів на твердій поверхні;

- адсорбцію розчиненої речовини на межі розчин – тверде тіло;

- адсорбцію розчиненої речовини на межі розчин – газ.

Адсорбція газу на твердій поверхні є найпростішим випадком адсорбції, тому що система тверде тіло – газ складається всього з двох компонентів. Тому адсорбція газу твердим тілом зручна для теоретичного розгляду явища адсорбції.

Припустимо, що тверда поверхня на якій відбувається адсорбція, є однорідною і в результаті адсорбції на ній утворюється мономолекулярний шар адсорбованих молекул. Якщо вважати поверхневий шар окремою фазою то можна розглядати адсорбцію, як процес вирівнювання хімічних потенціалів речовини, що адсорбується на поверхні і в об’ємі системи.

Хімічний потенціал компонента в об’ємі дорівнює:

m_v = m_v^o + RTlna_v ( 4.27)

Хімічний потенціал компонента на поверхні:

m = m^o + RTlna ( 4.28)

А – адсорбція (концентрація на поверхні).

В стані рівноваги хімічний потенціал компонентів в об’ємі і поверхневому шарі вирівнюється.

m_v^o + RTlna_v = m^o + RTlna ( 4.29)

( 4.30)

( 4.31)

К_Г – константа Генрі (не залежить від концентрації).

a_v = cg_v – активність компонента в об’ємі системи.

a = Аg – активність компонента на поверхні.

( 4.32)

( 4.33)

При значеннях концентрації близької до нуля g_v ≈ g ≈ 1, в цьому випадку одержуємо рівняння ізотерми адсорбції Генрі:

А=К_Гс, або А=К_Гр ( 4.34)

Рис. 20. Ізотерма адсорбції Генрі.

Величина адсорбції при малих значеннях тиску або концентрації прямо пропорційна їх величині .

Ізотерма адсорбції Генрі описує адсорбцію на однорідній поверхні в мономолекулярному шарі при малих значеннях тиску або концентрації. Відхилення від прямої лінії при збільшенні тиску або концентрації обумовлене зменшенням числа вільних адсорбційних центрів на поверхні адсорбенту, та впливом коефіцієнтів активності компонентів системи.