Адсорбция, изотерма, уравнение Лэнгмюра газов

Рис. 41. Изотермы адсорбции различных газов на угле, начерченные по уравнению Лэнгмюра.

Графически изотерма адсорбции Лэнгмюра, построенная 8 координатах Г = /(С) или Г = Др), представляет собой гиперболу (рис. V. 12). В области малых равновесных концентраций (давлений) газа, когда слагаемым КсС (или КрР) в уравнениях (V.44) и (V.45) можно пренебречь, уравнение Лэнгмюра принимает вид [c.136]

Объем V вещества [отнесенный к 273 К и 1,01-10 Па (1 атм)1 адсорбированного 1 г адсорбента при 273 К и различном давлении, приведен в таблице 1) постройте изотерму адсорбции V = Р) к РIV — = / (Р) 2) опишите изотерму адсорбции с помощью уравнения Лэнгмюра 3) определите адсорбцию (м /г) при максимальном заполнении адсорбента 4) определите степень заполнения адсорбента при давлении Рх, 5) определите, при каком давлении газа степень заполнения адсорбента составит 0,4. [c.344]

Переход от вакуума к газовой атмосфере, однако, связан с адсорбцией газов поверхностью расплава, снижающей интенсивность испарения. В связи с этим необходим учет изотерм адсорбции, подчиняющихся уравнению Лэнгмюра [c.92]

Графически изотерма адсорбции Лэнгмюра, построенная в координатах Г = f ) или Г = /(р), представляет собой гиперболу (рис. 55). В области малых равновесных концентраций (давлений) газа, когда слагаемым Кс С (или Кр р) в уравнениях (У.32) и (У.ЗЗ) можно пренебречь, уравнение Лэнгмюра принимает вид [c.140]

Уравнение БЭТ охватывает три из пяти типов изотерм, приведенных на рис. Х1У-7. Так, при больших с, т. е. при оно приводится к уравнению Лэнгмюра [уравнение (Х1У-42)], а при малых с получается изотерма III типа (рис. Х1У-10). Однако, если рассматривается адсорбция относительно инертных газов, например азота, аргона и т. д., на полярных поверхностях, с равно примерно 100, что соответствует изотермам II типа. Для таких систем уравнение (Х1У-61) можно аппроксимировать выражением [c.453]

Уравнение Лэнгмюра вполне удовлетворительно описывает зависимость величины адсорбции от концентрации. Из уравнения следует, что существует предел адсорбции, т. е. увеличение концентрации раствора выше определенного значения не приводит к дальнейшему увеличению количества адсорбированного вещества. Изотермы адсорбции Лэнгмюра по своему виду аналогичны как изотермам адсорбции газов и паров, так и изотермам адсорбции из растворов. На процесс адсорбции молекул из жидких сред оказывает влияние присутствие растворителя, молекулы которого, адсорбируясь на поверхности сорбента, уменьшают адсорбируемость растворенного вещества, что искажает изотерму адсорбции. Поэтому следует подбирать растворитель с наименьшей сорбционной способностью по отношению к применяемому адсорбенту. В случае сорбции поляризованных молекул образуются последовательно вторичный и последующие адсорбционные слои. Изотерма адсорбции имеет 8-образную форму. В этом случае с увеличением концентрации вещества адсорбция его возрастает. [c.12]

Уравнение изотермы адсорбции было выведено Лэнгмюром в 1917 г- для границы раздела твердое тело —газ, однако общность кинетических представлений, положенных в его основу, позволяет провести вывод для любой границы, в частности, жидкость — газ. Ограничимся простейшей трактовкой, чтобы нагляднее уяснить физический смысл уравнения зависимости адсорбции от концентрации раствора. [c.87]

Фольмер [ ] показал, что путем чисто термодинамических рассуждений можно вывести уравнение изотермы адсорбции, имеющее совершенно такую же форму, как уравнение Лэнгмюра. Когда газ находится в равновесии с адсорбированным слоем, то работа изотермического переноса бесконечно малого количества газа из газовой фазы в адсорбционную фазу равна нулю. Перенос сопровождается сжатием газа и расширением адсорбированного слоя. Изменение свободной энергии в этом процессе будет равно [c.96]

При обсуждении в гл. IV уравнений Лэнгмюра и Вильямса было показано, что оба уравнения содержат — константу, определяющую поверхность адсорбента. В 1919 г. Вильямс [1 ] рассчитал с помощью своего уравнения из изотерм ван-дер-ваальсовой адсорбции, по данным Гомфрей[ ], поверхность примененного ею угля. Полученная величина в 130 была, вероятно, слишком низка — по крайней мере в 3 раза. Маркгем и Бентон[i ] оценили по уравнению Лэнгмюра для силикагеля из изотерм адсорбции кислорода, окиси углерода и углекислого газа [c.386]

Это есть уравнение Лэнгмюра, которое может быть проверено графически при исследовании p/v как функции от р. Пример приведен на рис. 41 гл. IV, на котором изотермы адсорбции пяти различных газов на угле изображены согласно уравнению (43). Были получены очень хорошие прямые линии, и, как показывает табл. 4, значения константы v , соответствующие шести различным изотермам, оказались полностью совместимыми друг с другом. [c.229]

При постоянной температуре адсорбция увеличивается с ростом концентрации раствора или давления газа. Зависимость количества поглощенного вещества от концентрации раствора или давления газа при постоянной температуре называют изотермой адсорбции. Типичная изотерма адсорбции приведена на рис. 17.1. Математически эта зависимость может быть выражена уравнением Лэнгмюра [c.317]

Все изложенное выше относится к предельно простой обстановке, когда над адсорбентом находится один газ (пар). На практике же, как правило, приходится иметь дело с более сложными системами, когда адсорбция идет из смеси газов (паров). То же самое относится к адсорбции из растворов, когда присутствуют несколько веществ, помимо растворителя. Адсорбцией пользуются обычно для выделения тех или иных веществ из сложной смеси, поэтому изучение адсорбции из смесей имеет большое практическое значение. Наиболее важны количественные закономерности. Используя основные положения теории Лэнгмюра и прежний ход рассуждений для случая адсорбции из смеси (растюра) двух веществ, легко получить уравнение изотермы адсорбции для каждого адсорбтива [c.190]

Уравнение Лэнгмюра описывает некоторые случаи физической адсорбции газов и паров, адсорбцию из растворов и применяется для описания хемосорбции и кинетических закономерностей гетерогеннокаталитических реакций, протекающих на однородных поверхностях. В тех случаях, когда поверхность является неоднородной, процесс адсорбции описывается иными уравнениями. Например, уравнением Фрейндлиха или логарифмической изотермой. [c.230]

Изотерма адсорбции Лэнгмюра относится к идеальному случаю гомогенной и однородной твердой поверхности при малых заполнениях без диссоциации молекул. Изотермы такого типа встречаются довольно часто, но в реальных случаях всегда замечаются отклонения. Тем не менее это уравнение часто применяют для количественного измерения адсорбции газов на твердых поверхностях. [c.107]

Уравнение изотермы адсорбции Лэнгмюр вывел в 1917 г. для границы раздела твердое тело — газ, однако общность кинетических представлений, полол енных в его основу, справедлива для любой границы, в частности, жидкость — газ. Ограничимся простей [c.80]

Зависимость адсорбции от давления газа (его концентрации) или от содержания адсорбируемого вещества в растворе при данной температуре выражается уравнением изотермы адсорбции Лэнгмюра [c.126]

Отсюда легко следует уравнение изотермы адсорбции Лэнгмюра (776) при низких давлениях количество адсорбированного газа приблизительно пропорционально давлению, тогда как при высоких давлениях зависимость от давления характеризуется, насыщением, что соответствует условию 0 = 1, т. е. образованию мономолекулярного слоя. [c.467]

Несмотря на то, что причины, вызывающие адсорбцию в рассмотренном случае, отличны от причин адсорбции газа на твердой поверхности, сам процесс протекает аналогично — молекулы, достигая поверхности раствора (т. е. ударяясь о нее), адсорбируются и могут остаться в этом состоянии или десорбироваться. Это позволяет, хотя и с известными оговорками, и в случае адсорбции на свободной жидкой поверхности вычислять поверхностную концентрацию Г по уравнению изотермы Лэнгмюра [см. уравнение (17)], заменяя давление объемной концентрацией С поверхностно-активного вещества. [c.63]

Особенности поглощения смеси паров. Практически часто приходится поглощать смесь паров или газов. Этот процесс недостаточно изучен. В теоретических работах по динамике сорбции смеси некоторые авторы пользовались уравнениями изотерм адсорбции, полученными путем распространения положения Лэнгмюра на адсорбцию смесей. Если адсорбируется смесь двух веществ, то [c.108]

Фольмер получил затем для не слишком плотных двумерных газов Ъ < 2у4 а) уравнение изотермы адсорбции Лэнгмюра. [c.129]

Изотермы адсорбции газов А и В на некотором твердом теле описываются уравнением Лэнгмюра. Предполагается, что адсорбция смеси этих газов, или конкурентная адсорбция, также описывается этим уравнением. При температуре 77 К заполнение поверхности 6 = 0,01 чистым газом А достигается при Р=100 мм рт. ст., а чистым газом В — при 10 мм рт. ст. а) Рассчитайте разность теплот адсорбции газов QA и Оп. Обоснуйте все принятые вами допущения и приближения, б) Рассчитайте О а при 77 К и парциальных равновесных давлениях А и В, равных 200 мм рт. ст. в) Как изменится полученное значение QA, если адсорбция происходит при указанных услови-.ях, но на неоднородной поверхности. Локальные изотермы адсорбции по-прежнему соответствуют уравнению Лэнгмюра. [c.500]

Среди специфических адсорбентов II типа с кислотными центрами на поверхности (протонного и апротон-ного типа) или с катионированными поверхностями большой интерес представляют пористые кристаллы цеолитов. При не очень больших заполнениях зависимость адсорбции от концентрации в газе и от температуры описывается, как и на непористых поверхностях, уравнениями, приближенно учитывающими взаимодействие адсорбат—адсорбат. Один из простых случаев здесь — это адсорбция достаточно больших молекул н-алканов прн высоких температурах, подчиняющаяся в области заполнений до 50% уравнению Лэнгмюра, т. е. она происходит без заметного взаимодействия адсорбат—адсорбат. Зависимость адсорбции от температуры при этом учитывается соответствующей зависимостью от температуры константы равновесия для взаимодействия адсорбат— адсорбент [И]. Для молекул А меньших размеров, в том числе для низших алканов при более низких температурах, взаимодействия адсорбат—адсорбат приводят к перегибу на изотермах адсорбции цеолитами, особенно при адсорбции цеолитом LiX, поверхность полостей которого, благодаря малым размерам катионов Li+, размещающихся между атомами кислорода решетки цеолита, особенно однородна. Зависимость адсорбции от температуры в этом случае учитывается соответствующими зависимостями от температуры констант равновесия адсорбат— адсорбент и адсорбат—адсорбат. Адсорбция молекул В с небольшими и особенно со значительными (СОг) квад-рупольными моментами требует учета уменьшения теплоты адсорбции с ростом заполнения цеолита. Это изменение при адсорбции, например СОг, носит сложный [c.200]

Цензе применил уравнение Лэнгмюра к экспериментальным данным Гом ей[ ], Титова[ ] и Ричардсона [ ], измерявших адсорбцию многих газов на угле. В общих чертах он получил вполне удовлетворительное согласие между теорией и опытом, однако при этом он вычислял каждую изотерму отдельно и независимо от других. Некоторые кривые Цейзе показаны на рис. 38. Они представляют собой изотермы, полученные Титовым при опытах по адсорбции аммиака и углекислого газа и Гомфрей — при опытах по адсорбции углекислого газа на угле. [c.110]

Маркгем и Бентон [ ] исследовали уравнения (5) и (6) количественно и нашли, что совпадение с опытом было скорее плохим. Они определили, во-первых, индивидуальные изотермы кислорода, окиси углерода и углекислого газа на кремнеземе при О и 100°, а затем измерили адсорбцию бинарных смесей этих газов. Индивидз альные изотермы подчинялись простому уравнению Лэнгмюра (рис. 39, гл. IV). Это позволило исследователям оценить константы и 6 для каждой изотермы. Применяя эти константы, они вычислили с помощью уравнений (5) и (6) количества, адсорбированные из бинарных смесей. Полученная степень совпадения показана в табл. 74. Величины в третьем и шестом столбцах дают количества, которые были бы адсорбированы при данном давлении газа, если [c.645]

Адсорбция на твердых поверхностях определяется уравнениями Лэнгмюра (IV. 15) и Фрейндлиха (IV. 16), адсорбция по типу 5-об-разных изотерм — уравнением Брунауэра, Эммета и Теллера (IV. 17). Уравнение БЭТ позволяет рассчитать по кривым низкотемпературной адсорбции газов величщ1у полной адсорбирующей поверхности адсорбентов. [c.90]

Изотерма адсорбции Лэнгмюра (.1) относится к идеальному случаю вполне гомогенной твёрдой поверхности, однородной во всех направлениях, материал которой непроницаем для адсорбируемого газа, причём адсорбция не сопровождается диссоциацией. В реальных случаях возникают осложнения, связанные с невыполнением одного ил I нескольких из этих условий мельчайшие трещины, упомя ну гые в 4, могут обусловить нeкJTOpyю медленную проницаемость поверхности рёбра кристаллов и различные грани имеют различную адсор ционную способность наконец, как было недавно выяснено, даже на идеальной крюгаллической грани вероятность конденсации или отражения ударяющихся о поверхность молекул в сильной степени с ависит от направления их удара об атомы пространственной решётки поверхности. Тем не менее, по общему признанию уравнение Лэнгмюра является хорошей основой для количественного рассмотрения адсорбции газов на твёрдых телах. Оно может быть обобщено на случай сложной поверхности, состоящей из многочисленных гомогенных участков поверхностей разнообразных типов, каждый из которых имеет различные значения а и V. [c.346]

Приведенные случаи очень часты в гетерогенном катализе, и их применяют для расчетов кажущихся порядков реакции. И. Лэнгмюр показал, что его уравнение изотермы адсорбции хорошо выражает зависимость между величиной адсорбции газа и концентрацией при постоянной температуре. Из этого же уравнения можно путем расчета определить степень покрытия поверхности при максимальной адсорбции. Так, например, для адсорбции азота на слюде при 90° предел адсорбции найден равным 1,4-10 г-мол1см . Грамм-молекула жидкого азота содержит 6,06-10 молекул и занимает объем 35 см . Частное от деления объема 1 г-мол жидкого азота на число Авогадро [c.106]

Адсорбция газа при Т = onst описывается уравнением изотермы адсорбции Лэнгмюра [c.337]

У. Лэнгмюра — уравнение изотермы адсорбции, выведенное на основе моло (упярно-кинвтической теории. Выражает зависимость величины адсорбции А или величины степени занятости поверхности 0 от равновесной концентрации с (или равновесного давления р для газов) [c.312]

Исследование адсорбции углеводородов на УаОд показало (см. стр. 49), что наблюдается квазиравновесие и изотерма описывается уравнением Фрейндлиха. Показатель степени т близок к /г. Степень заполнения поверхности УгОд углеводородом значительна даже ири 100° она достигает 40% от монослоя. Качественный расчет показывает, что с повышением температуры катализа до 300—350° степень заиолнения поверхности углеводородом уменьшается в 1 /2—2 раза. Кинетика на однородной (Лэнгмюр) и на неоднородной (равномерное распределение) поверхности при таких покрытиях иоверхности (среднее заполнение) практически не отличима. Можно считать, что катализ протекает на квазиоднородной поверхности. Поэтому можно воспользоваться изотермой Лэнгмюра и связать концентрации углеводородов на поверхности и в газе. [c.142]