Глава 02.3 Несколько простейших типов изотерм

Рассмотрим несколько простейших типов изотерм. Изотерма на рис. 1.5 соответствует мономолекулярной адсорбции, когда сорбируемое вещество образует на поверхности твердого сор­бента один слой молекул. Теория мономолекулярной адсорбции впервые разработана Лэнгмюром. В основе этой теории лежат следующие допущения. Адсорбция происходит только при стол­кновении молекул адсорбируемого вещества (паров воды) с так называемыми активными свободными центрами на поверх­ности адсорбента; каждый свободный центр удерживает лишь одну молекулу; энергия занятых активных центров одинакова и не зависит от того, заняты или свободны другие активные центры.

На основании этих допущений Лэнгмюр получил уравнение изотермы мономолекулярной адсорбции (см. рис. 1.5)

Реальный процесс адсорбции весьма редко ограничивается мономолекулярным слоем. Поляни [7] разработал теорию полимолекулярной адсорбции, в основе которой содержатся следую­щие положения: адсорбция обусловлена только физическими силами; по мере удаления от поверхности сила адсорбционного взаимодействия уменьшается (поэтому плотность полимолеку­лярного слоя уменьшается по мере удаления его от адсорбирую­щей поверхности); к адсорбируемому газу применимо уравне­ние Ван-дер-Ваальса; адсорбционный потенциал и объем не за­висят от температуры. Теория Поляни, или потенциальная тео­рия, несмотря на хорошее согласование с экспериментом для мономолекулярной и полимолекулярной физической адсорбции; не позволяет учесть одновременно поверхностную и капилляр­ную конденсацию.