3.3.1. Количество десорбированных молекул газа

Мерой десорбции является количество частиц газа, освободившихся с поверхности площадью 1 см2 за время 1 с:

Количество десорбированных частиц пропорционально общему количеству частиц газа на поверхности и обратно пропорционально времени пребывания:

Между протекающими непрерывно процессами адсорбции и десорбции молекул газа устанавливается равновесие, когда скорость адсорбции оказывается равной скорости десорбции, т. е. когда v’1,адc = v’1,дес. Приравнивая выражения (3.17) и (3 27) можно найти число частиц N1 находящихся в данный момент на 1 см2 поверхности:

Количество частиц N1 газа с известными характеристиками' (М0, γ, тпр), имеющего температуру Т и покрывающего 1 см2 данной (γ, Ндес) поверхности при температуре Тs, пропорционально давлению р; кроме того, оно уменьшается экспоненциально с ростом температуры поверхности Тs. Зная N1 можно определить степень заполнения поверхности из уравнения (3.15а).

3.3.3. Уравнение адсорбции

Если количество частиц N выразить через объем газа, приведенного к нормальным условиям (NTP), то уравнение (3.28) примет вид так называемого основного уравнения адсорбции

Из этого уравнения следуют дальнейшие зависимости, а именно:

Изотерма адсорбции обычно аппроксимируется эмпирическими уравнениями, особенно в области высоких давлений, при которых в процессе адсорбции образуется более чем один молекулярный слой.

Фрейндлих представляет изотерму адсорбции параболическим уравнением

где а и b — постоянные, зависящие от свойств газа и характеристик поверхности, а также от температуры. По Ленгмюру же изотерма адсорбции описывается гиперболическим уравнением

где Vпокр — объем газа, соответствующий полному покрытию поверхности мономолекулярным слоем, а С — постоянная. Это уравнение можно записать и в другом виде:

Оно представляется прямой (фиг. 3.13) с наклоном 1/Vпокр, сдвинутой на 1/СVпокр в системе координат р/V = f(p). При

р <<1/С получаем V ≈СVпокрр, т. е. адсорбция прямо пропорциональна давлению. Если же р >>1/С, то V=Vпокр и адсорбция приходит в состояние насыщения и не зависит от давления.