Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра

Для проверки применимости теории мономолекулярной адсорбции Ленгмюра [см. формулы (И.З) и (II.4)] рассчи- [c.19]

ТЕОРИЯ МОНОМОЛЕКУЛЯРНОЙ АДСОРБЦИИ ЛЕНГМЮРА [c.88]

Есть несколько теорий физической адсорбции, из которых наиболее обобщенной является теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра. [c.39]

Адсорбция газов играет самостоятельную и очень важную роль в технологии как процесс улавливания и концентрирования различных летучих веществ, как процесс очистки газов от вредных примесей, как основа ряда аналитических методов (хроматография, измерение удельной поверхности). Несмотря на многочисленные и разнообразные, в том числе прикладные, аспекты адсорбции газов [2], нас это явление и разные подходы к его описанию будут интересовать лишь в той мере, в какой это позволяет понять и описать фундаментальные свойства поверхности, главным образом, твердых веществ. В этом отношении непреходящую ценность имеет теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра. [c.554]

Известно несколько теорий физической адсорбции, из которых интерес представляет теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра (1915). В построении ее ученый опирался на представление об адсорбционных силах, которые впервые были высказаны русским ученым Л. Г. Гуревичем. Основные положения теории Ленгмюра [c.438]

Имеется несколько теорий физической адсорбции, из которых рассмотрим прежде всего теорию мономолекулярной адсорбции. Теория эта была предложена в 1915 г. американским ученым Ленгмюром, но, как отмечает сам Ленгмюр, им использованы представления об адсорбционных силах, впервые выдвинутые русским ученым Л. Г. Гурвичем. [c.88]

Теория адсорбции Ленгмюра. В 1915 г. И. Ленгмюр предложил теорию мономолекулярной адсорбции. Уравнение изотермы адсорбции Ленгмюра справедливо для широкого интервала концентраций и для границ раздела, как подвижных (ж — г, ж — ж), так и твердых (т — г, т — ж). [c.334]

Адсорбция газов на твердом адсорбенте — простейший вариант адсорбции и для нее Ленгмюром была предложена теория, получившая название теории мономолекулярной адсорбции. В основе этой теории лежат следующие основные положения. [c.165]

Линейность изотермы в координатах уравнений (2.27) и (2.28) является обязательным условием прп доказательстве правомерности теории мономолекулярной адсорбции в рассматриваемой системе. В качестве примера на рис. 2,12 приведена изотерма адсорбции бензола на графитированной саже нри 20 °С в координатах уравнения Ленгмюра но данным Киселева [8]. Наклон прямой и отрезок, отсекаемый прямой на осп ординат, позволяют вычислить константы и Ь. По емкости монослоя (в моль/г) определяют удельную поверхность адсорбента [c.43]

Наиболее простой теоретической моделью, описывающей равновесие между адсорбирующей поверхностью и окружающей средой, является модель мономолекулярной адсорбции Ленгмюра, в рамках которой на основе молекулярно-кинетической теории газов получено уравнение изотермы адсорбции (формулы изотерм адсорбции (9.2)-(9.4) здесь приводятся без вывода) [c.512]

Большинство изотерм адсорбции паров имеют форму второго типа. Поэтому предположение Ленгмюра об ограниченности адсорбции образованием мономолекулярного слоя было отвергнуто, а вместо этого было принято, что адсорбция может протекать с образованием полимолекулярных слоев. Брунауэр, Эммет, Теллер развили теорию полимолекулярной адсорбции [20]. Уравнение, названное в честь авторов БЭТ и описывающее изотермы полимолекулярной адсорбции, является двухпараметрическим [c.29]

Использование активных углей в противогазовой технике привлекло внимание ведущих ученых физикохимиков к явлению адсорбции. Классическая работа американского ученого Ленгмюра, опубликованная в конце первой мировой войны, сформулировала теорию мономолекулярной локализованной адсорбции и в последующем послужила отправным пунктом для создания более совершенных моделей сорбционного процесса. [c.17]

Строгая теория изотермы мономолекулярной адсорбции была создана И. Ленгмюром. В основу этой теории положена следующая модель. [c.58]

С помощью теории Ленгмюра можно также описать ступенчатую адсорбцию. Модель Ленгмюра является идеализированной, она пригодна только в тех случаях, когда имеет место мономолекулярная адсорбция. [c.58]

Согласно теории полимолекулярной адсорбции (теория БЭТ), считается, что после адсорбции первого мономолекулярного слоя происходит адсорбция второго слоя молекул адсорбтива, затем третьего и т. д. Учитывается ослабление взаимодействия молекул последующих слоев адсорбтива с адсорбирующей поверхностью. Как и в теории Ленгмюра, по-, [c.512]

Уравнение изотермы адсорбции Ленгмюра. Одно из положений теории адсорбции, развитой Ленгмюром, основано на том, что каждый адсорбционный центр адсорбции способен удерживать только одну частицу адсорбтива. Следовательно, в теории Ленгмюра рассматривается лишь активированная мономолекулярная адсорбция. При п = 1 уравнение (IV, 13) дает [c.159]

Основное положение мономолекулярной теории адсорбции Ленгмюра — постоянство теплоты адсорбции при изм-енении коэффициента заполнения поверхности [c.13]

Теория физической адсорбции монослоя молекул на поверхности твердого тела была впервые разработана Ленгмюром [317] В дальнейшем было показано, что эта теория является лишь частным случаем общей теории, обоснованной Брунауэром, Эмметом и Теллером [217]. Они исходили из того, что адсорбция вещества на поверхности твердого тела заключается не только в образовании мономолекулярного слоя, но в известной мере происходит также на поверхности первого и последующих адсорбированных слоев [c.247]

В соответствии с теорией Ленгмюра на поверхиости сорбента находится силовое поле, которое способно притягивать молекулы посторонних веществ, причем образуется мономолекулярный слон адсорбированных молекул. Между поверхностью адсорбента и средой устанавливается подвижное адсорбционное равновесие, определяемое равенством скоростей адсорбции и десорбции молекул. [c.276]

Предпосылки теории Ленгмюра обычно не выполняются на опыте. Реальные изотермы адсорбции, как правило, отличаются от изотерм Ленгмюра. Однако при теоретическом анализе реальных изотерм всегда используют развитые выше методы, но при этом учитывают те причины, которыми обусловлены наблюдаемые отклонения. Изотермы адсорбции но виду весьма разнообразны прямые, выпуклые или вогнутые кривые. Они могут иметь или не иметь предел насыщения. Они могут иметь одно или два плато — области, для которых величина адсорбции в некоторых пределах не зависит от концентрации. Адсорбция может протекать в пределах одного слоя молекул или при адсорбции могут возникать полимолекулярные слои. В этом параграфе рассмотрены только те случаи, когда адсорбция ограничена областью мономолекулярного слоя, прилегающего к поверхности адсорбента. [c.165]

В теории Ленгмюра адсорбционные силы по природе близки к химическим, для которых характерна их насыщаемость молекула, образовавшая связь с другой молекулой или с поверхностью твердого вещества (адсорбента), теряет способность к дальнейшему взаимодействию. Это относится и к адсорбенту — он не может удерживать на своей поверхности более одного слоя молекул, т. е. адсорбция будет мономолекулярной. Другая типичная черта химического взаимодействия — избирательность во взаимодействие при определенных [c.554]

Обнаружившееся соответствие между теориями адсорбции Гиббса и Ленгмюра на самом деле является чисто внешним и порождает множество вопросов. Прежде всего, адсорбция как поверхностный избыток не может оставаться постоянной после достижения ею некоторой величины Г, , которую формула (3.4.8) связывает с полным заполнением мономолекулярного адсорбционного слоя плотно упакованными молекулами ПАВ. Образование такого слоя означает, что далее он уже не может изменяться при увеличении концентрации раствора. [c.580]

Первым фундаментальным уравнением изотермы адсорбции является уравнение Ленгмюра. Оно основано на допущении, что адсорбция локализована и происходит на активных центрах, равноценных в энергетическом отношении н расположенных относительно редко на поверхности адсорбента. Вследствие этого взаимодействие адсорбированных молекул между собой отсутствует. На каждом активном центре может адсорбироваться только одна молекула. Согласно этой теории, по мере повышения давления увеличивается доля поверхности твердого тела, которая покрыта молекулами адсорбата. По достижении давления насыщения на всей поверхности образуется мономолекулярный слой адсорбата. [c.504]

Адсорбция газа. Одной из наиболее распространенных теорий адсорбции является теория Ленгмюра. Согласно этой теории, на поверхности твердого тела (адсорбента) имеются активные центры, на которых и происходит адсорбция молекулы газа или пара под действием поверхностных сил. Чем активнее адсорбент, тем быстрее поверхность его покрывается мономолекулярным слоем адсорбата и устанавливается адсорбционное равновесие между молекулами на поверхности и молекулами в газовой фазе. [c.11]

Лекция 6. Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра. Уравнение Ленгмюра, его анализ. Подимолекулярная адсорбция, теории БЭТ и Поляни. [c.217]

Мы рассмотрели кратко две теории адсорбции — теорию мономолекулярной адсорбции Ленгмюра и теорию полимолекулярной адсорбции Поляни, на первый взгляд исключающие друг друга. Возникает вопрос, какая из этих теорий более правильна На это следует ответить, что обе теории ограничены в применении. В зависимости от природы адсорбента и адсорбтива и в особенности от условий адсорбции в одних случаях приложима одна, а в других—другая теория адсорбции. Теория Поляни применима только к явлениям чисто физической адсорбции. Теория Ленгмюра охватывает с известными ограничениями явления как физической, так и химической адсорбции. Однако теория Ленгмюра не может быть применена для объяснения адсорбции на тонкопористых адсорбентах, имеющих сужающиеся поры. В местах сужения, вследствие аддитивности дисперсионных сил, адсорбционный потенциал более высок и в таких местах происходит более интенсивная адсорбция. Это особенно заметно при температурах ниже критической температуры адсорбтива, т. е. при адсорбции паров, которые в этом случае заполняют наиболее узкие места капилляров в виде жидко-сти. Применение уравнения Ленгмюра к адсорбции тонкопористыми адащ1 ещ ами, имеющими поры с сужениями, затрудни-тельнигКбнечно, формально, уравнением Ленгмюра можно описать [c.96]

Существует несколько теорий, из которых наиболее распространена теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра. Ленгмюр исходил из того, что, во-первых, адсорбция вызывается валентными силами или силами отстаточной химической валентности, во-вторых, адсорбция молекул адсорбтива происходит на активных центрах, всегда существующих на поверхности адсорбента. Такими центрами могут являться возвышения, углы или неровности на поверхности адсорбента (ребра и углы кристаллов, например). Ленгмюр считал, что вследствие малого радиуса действия адсорбционных сил, имеющих природу, близкую к химической, на поверхности адсорбента может образоваться только мономолекулярный слой ад-сгрбтива. [c.77]

Большинство изотерм адсорбции паров имеет форму изотермы типа II, по которой в настоящее время, используя теорию Брунау-эра, Эммета и Теллера (БЭТ), можно определять удельную поверхность адсорбирующего твердого тела [40—43]. Изотермы типа II характеризуют полимолекулярную адсорбцию, поэтому утверждение Ленгмюра об ограниченности адсорбции образованием мономолекулярного слоя было отвергнуто. По теории полимолекулярной адсорбции предполагают, что молекулы паров адсорбируются поверх уже адсорбированных молекул. При этом сохраняется ленг-мюровская концепция, которую Брунауэр, Эммет и Теллер распространили на второй и последующие адсорбированные слои молекул. [c.293]

Наконец, С. Брунауэр, П. Эммет и Э. Теллер отказались от второго допущения Ир. Ленгмюра, приводящего к мономолекулярной адсорбции. Для случая, когда адсорбтив находится при температуре ниже критической, т. е. в парообразном состоянии, эти авторы разработали теорию полимолекулярной адсорбции, имеющую большое практическое значение. С. Брунауэр проанализировал многочисленные реальные изотермы адсорбции и предложил их классификацию. Согласно этой классификации можно выделить пять основных типов изотерм адсорбции, изображенных на рисунке 50. Изотерма типа I отражает мономолекулярную адсорбцию (например, адсорбция, описываемая уравнением Ленгмюра). Изотермы типа II и III обычно связывают с образованием при адсорбции многих слоев, т. е. с полн-молекулярной адсорбцией. Различия мелсду этими изотермами обусловлены различным соотношением энергии взаимодействия адсорбат — адсорбент и адсорбат — адсорбат. Изотермы типа IV и V отличаются от изотерм II и III тем, что в первых случаях адсорбция возрастает бесконечно при приближении давления пара к давлению насыщения, а в других случаях имеет место конечная адсорбция при давлении насыщения. Изотермы типа II и III обычно характерны для адсорбции на непористом адсорбенте, а типа IV и V — на пористом твердом теле. Все пять типов изотерм адсорбции описываются теорией полимолекуляр ной адсорбции БЭТ , названной так по начальным буквам фамилий ее авторов (Брунауэр, Эммет, Теллер). [c.221]

Для объяснения механизма процесса адсорбции предложены поверхностная теория по Ленгмюру н объемная теория по Поляни. Адсорбция молекул на поверхности адсорбента по Ленгмюру осуществляется на энергетически равноценных активных ее центрах с образованием мономолекулярного слоя. Недостаток этой теории в ее неприменимости к процессам, осложненным адсорбцией в микроиорах и капиллярной конденсацией. [c.55]

Следует предостеречь еше от одной распространенной ошибки, встречаюшейся при интерпретации теории Ленгмюра. Обычно она возникает при попытке теоретически вьшислить константу адсорбционного равновесия на основе предположения, что количество молекул в адсорбционном слое Ленгмюра можно найти путем умножения концентрации молекул возле поверхности на толщину мономолекулярного слоя (или интегрированием концентрации по толщине, что не меняет сути дела). Ошибка здесь в том, что адсорбционный слой Ленгмюра как операнд математических выражений не имеет толщины это двухмерный объект — геометрическое место точек, представляющих центры закрепленных на поверхности молекул. Расстояние между этими центрами в силу конечного и определенного размера молекул сорбата равно некоторому эффективному радиусу молекулы (длина адсорбционной связи) — они могут располагаться только в одной плоскости с нулевой толщиной. Монослой имеет физическую толщину, равную размеру адсорбированных молекул, но это не значит, что число молекул в этом слое можно вычислять умножением концентрации молекул возле поверхности на физическую толщину слоя, что означало бы, что центры адсорбированных молекул могут находиться на любом расстоянии от поверхности, в том числе равном нулю. Следовательно, молекулам приписывается неопределенный размер. Это является чисто математической стороной ошибки. Кроме того, упомянутый выше способ вычисления количества адсорбированного вещества неявным образом подменяет адсорбцию ио Ленгмюру на адсорбцию по Гиббсу (поверхностный избыток). [c.557]

Согласно теории Ленгмюра, на поверхности твердого тела (адсорбента) имеется силовое поле, которое способно притягивать молекулы посторонних веществ, причем на границе фаз образуется насыщенный мономолекулярный адсорбционный слой. Адсорбированные молекулы совершают колебательные движения, при этом некоторые молекулы могут оторцаться и снова перейти в жидкую фазу, и наоборот. О поверхность поглотителя непрерывно ударяются новые молекулы и задерживаются на ней. В результате одновременного протекания процессов адсорбции и десорбции устанавливается адсорбционное равновесие [c.199]

Теории, выдвигаемые относительно сил, действующих при адсорбции, можно разделить на два класса одна группа исследователей (Ленгмюр, Харкинс) утверждает, что силы притяжения простираются первоначально на моно-молекулярный слой, между тем как вторая группа (Эйкен, Поляни) считает, что они простираются на полимолекулярный слой. Если в гомогенных газовых реакциях взаимодействие происходит между молекулами или атомами газа, то в гетерогенных газовых реакциях происходит подобная же реакция, но между предварительно адсорбированными молекулами или атомами. В этом случае адсорбционный газовый слой является действительным местом реакции и количество газа, активно участвующего в реакции, равно количеству адсорбированного газа, а не общему количеству употребляемого в реакцию газа. Как постулировалось в теории адсорбции Лэнгмюра [26], газовые частицы, встречая при соударении поверхность, задерживаются на поверхности, насыщая свободные валентности решетки. Число газовых частиц, задержанных или адсорбированных поверхностью, приближается ассимптотически к определенной ограниченной величине, определяемой мономолекулярным слоем на поверхности. Теория и опыты согласуются при низких, но не при высоких давлениях. Если, как предполагал Лэнгмюр, у кристаллических адсорбентов элементарные ячейки , соответствующие кристаллической решетке, сохраняются на поверхности и имеют ненасыщенные валентности, удерживающие лишь один атом или молекулу, тогда экспериментальное расхождение с теорией для высоких давлений может быть объяснено увеличением числа элементарных пространств, вступающих в действие. С другой стороны, чтобы толщина адсорбционной пленки была пропорциональна давлению на протяжении большого интервала давлений, было бы необходимо иметь слой толщиной во много молекул. Лэнгмюр математически выразд1л адсорбированное количество при давлении р уравнением [c.94]

Удовлетворительная теоретическая интерпретацил процессов адсорбции газов и паров на твердых поверхностях впервые была дана в 1915 г., примерно через 140 лет пооле открытия явления адсорбции. Это известные теории Ленгмюра и Поляни. Теория Ленгмюра рассматривает мономолекулярную, теория По.тшни - поли-молекулярную адсорбцию. [c.47]