87021

gdzie : O / (g/g) - adsorpcja

V/ cm³ - objętość roztworu

Q/ (g /cm³) - początkowe stężenie adsorbatu w roztworze G/ (g /cm³) - stężenie równowagowe adsorbatu w roztworze ma / g - masa adsorbenta.

Zgodnie z twierdzeniem Duhema (mówiącym, że stan równowagi w układzie zamkniętym, któremu zostały przypisane początkowe ilości substancji, można całkowicie określić za pomocą dwóch zmiennych niezależnych, bez względu na liczbę faz, składników i więzów) oraz regułą faz Gibbsa (w przypadku dwuskładnikowego układu składającego się z dwóch faz objętościowych oddzielonych fazą powierzcliniową przewidującą dwa stopnie swobody) podanie wartości parametrów stężenia C i temperatuiy T w stanie równowagi określa jednoznacznie wielkość adsorpcji a. Prawidłowość tą ilustruje funkcja zapisana w postaci uwikłanej:

f(a,C,T) = 0 .

Zazwyczaj układ charakteryzuje się przez podanie zależności między dwiema spośród powyższych wielkości przy ustalonej trzeciej z nich, a więc np. równaniem izotermy adsorpcji:

a = fj(Crh

Jednym z najbardziej popularnych równań opisujących adsorpcję jest izoterma Langmuira. W opisie adsorpcji tą metodą przyjmuje się pewne założenia:

1)    adsorpcja zachodzi na jednorodnej powierzchni adsorbentu (równocenność energetyczna warstwy oraz brak efektów kapilarnych) oraz nie uwzględnia oddziaływań adsorbat - adsorbat;

2)    na powierzchni adsorbentu znajdują się tzw. centra aktywne, na których może jedynie nastąpić adsorpcja pojedynczej cząsteczki adsorbatu;

3)    zaadsorbowane cząsteczki adsorbatu nie mogą się przemieszczać po powierzchni (adsorpcja zlokalizowana);

4)    utworzona warstwa jest jednocząsteczkowa (monomolekulama).

Dla układu ciecz-ciało stałe równanie izotermy Langmuira przyjmuje następującą postać:

a_mKC_r

a = —--

1+KC,

Gdzie: o_m /(g/g¹) - wartość adsorpcji odpowiadająca całkowitemu pokryciu powierzchni adsorbentu warstwą jednocząsteczkową adsorbatu, tzw. pojemność monowarstwy.

K/(cm³/g) - stała

Równanie dobrze opisuje jedynie izotermy I typu wg kryterium Bmnauera:

2