3: Ізотерма Ленгмюра
Концептуальною основою цієї моделі адсорбції є безперервний моношар молекул адсорбції, що оточують однорідну тверду поверхню. Ізотерма Ленгмюра формально еквівалентна рівнянню Хілла в біохімії.
- 3.1: Вступ
- Всякий раз, коли газ контактує з твердим тілом, буде встановлена рівновага між молекулами в газовій фазі та відповідними адсорбованими видами, які пов'язані з поверхнею твердого тіла. Положення рівноваги буде залежати від ряду факторів: (1) Відносна стабільність задіяних видів адсорбованої та газової фази, (2) Температура системи (як газу, так і поверхні, хоча вони, як правило, однакові) і (3) Тиск газу над поверхнею
- 3.2: Ізотерма Ленгмюра - виведення з міркувань рівноваги
- Ми можемо отримати ізотерму Ленгмюра, обробляючи процес адсорбції, як і будь-який інший процес рівноваги - за винятком цього випадку рівновага між молекулами газової фази разом із вільними ділянками поверхні та видами, адсорбованими на поверхні.
- 3.3: Ізотерма Ленгмюра з розгляду кінетики
- Рівновага, яка може існувати між газом, адсорбованим на поверхні і молекулами в газовій фазі, є динамічним станом, тобто рівновага являє собою стан, при якому швидкість адсорбції молекул на поверхню точно врівноважується швидкістю десорбції молекул назад в газову фазу. Тому слід отримати ізотерму для процесу адсорбції, просто враховуючи та прирівнюючи швидкості для цих двох процесів.
- 3.4: Зміна покриття поверхні з температурою та тиском
- Застосування припущень про ізотерму Ленгмюра призводить до легко виведених виразів для залежності від тиску поверхневого покриття.
- 3.5: Застосування - Кінетика каталітичних реакцій
- Можна передбачити, як кінетика деяких гетерогенно каталізованих реакцій може змінюватися в залежності від парціальних тисків газів-реагентів над поверхнею каталізатора, використовуючи експресію ізотерми Ленгмюра для рівноважних поверхневих покриттів.