Составители:
Рубрика:
Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
184
У сплошных не слишком малых частиц твердого тела, как кристаллических,
так и аморфных, доля поверхностного слоя невелика. Однако она может быть
увеличена на несколько порядков, если твердое тело имеет пористую структуру
(например, активированный уголь, силикагель). У таких материалов поверх-
ность может достигать сотен квадратных метров на грамм адсорбента, что де-
лает возможным адсорбцию значительного количества газа или растворенного
вещества.
Количественной характеристикой адсорбции является количество вещества
адсорбата, приходящееся на единицу поверхности или единицу массы адсор-
бента. Эта величина, обозначаемая символом Г, является функцией внешних
условий (в первую очередь температуры) и зависит от концентрации адсорбата
с. Зависимость
()
Гс при заданной температуре называется изотермой адсорб-
ции
.
Простейшим уравнением для изотермы адсорбции является
уравнение Лен-
гмюр
а, которое выводится в предположении наличия на поверхности опреде-
ленного числа центров, каждый из которых независимо от остальных центров
способен связать одну частицу адсорбата. Процесс рассматривается как полно-
стью обратимый, представляющий собой своего рода реакцию между молеку-
лами адсорбата и центрами адсорбции, уравновешенную обратным процессом –
освобождения молекул адсорбата – десорбцией. Такой процесс
можно охарак-
теризовать константой равновесия K, определяемой как константа диссоциации
комплекса адсорбент – адсорбат:
A
c
K
Г
=
,
(
)
2.405
где A – поверхностная концентрация незанятых центров.
Суммарное число свободных и занятых центров – величина постоянная,
равная величине предельно возможной адсорбции Г
∞
, т.е.
A ГГ
∞
+
= .
(
)
2.406
Из
(
)
2.405 и
(
)
2.406 легко получить выражение для зависимости Г от с
1/
Г
Г
K
c
∞
=
+
.
(
)
2.407
Константа K в уравнении
(
)
2.407 имеет размерность концентрации, т.е.
c
K
K
≡
.
В случае адсорбции газа вместо концентрации можно ввести пропорциональное
ей давление газа и преобразовать
(
)
2.407 к виду
1/
Г
Г
K
p
∞
=
+
.
(
)
2.408
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 182
- 183
- 184
- 185
- 186
- …
- следующая ›
- последняя »
