Langmuirova izoterma

Z Wikipédie

Langmuirova izoterma adsorpcie vodíka na medi pri teplote 25 °C

Langmuirova izoterma alebo Langmuirova rovnica alebo Langmuirova adsorpčná rovnica je vzťah, ktorý kvantitatívne popisuje rovnováhu pri adsorpcii molekúl na povrch tuhého adsorbenta pri izotermických podmienkach.

Ide o matematické vyjadrenie závislosti množstva adsorbovanej látky od jej parciálneho tlaku resp. koncentrácie. Vzťah odvodil v roku 1916 americký fyzik I. Langmuir.

[úprava] Odvodenie

Pri odvodení aj sám Langmuir predpokladal, že:

molekuly sa na adsorbent viažu len v jednej vrstve
jednotlivé adsorpčné miesta sú energeticky rovnocenné
pri rovnováhe sa rýchlosť adsorpcie rovná rýchlosti desorpcie.

Odvodenie Langmuirovej izotermy vychádza z chemickej rovnováhy na povrchu adsorbentu, kde prebieha jeho reakcia s adsorbovanými molekulami:

$\mathrm{S{}\mbox{---}{*} + M(g)\quad \to\quad S\mbox{---}M}$

Rovnovážna konštanta K pri adsorpcii:

$K=\mathrm{\frac{[S\mbox{---}M]}{[S{}\mbox{---}{*}]\cdot [M(g)]}}$

Túto rovnovážnu konštantu možno po niekoľkých úpravách použiť už priamo v Langmuirovej izoterme, pričom:

Povrch adsorbenta úplne pokrytý monomolekulovou vrstvou.

[S—M] je úmerné množstvu naviazaných (už adsorbovaných) molekúl ( $a$ )
[S—*] je úmerné počtu voľných miest na adsorbente ( $1 - a$ )
[M(g)] je úmerné tlaku resp. koncentrácii adsorbovanej zložky ( $p$ )

Upravená rovnovážna konštanta:

$b=\frac{a}{(1-a)p}$

a — množstvo adsorbovanej látky (obyčajne hmotnosť, pri plynoch objem) vzťahovaný na jednotkovú hmotnosť adsorbenta

A samotná Langmuirova izoterma má nasledujúcu podobu:

$a=a_\mathrm{m}\frac{bp}{1+bp}$

b — adsorpčný koeficient podľa Langmuira
a_m — maximálne adsorbovatelné množstvo látky pri daných podmienkach, ktoré sa zistí experimentálne
p — tlak adsorbovanej zložky

[úprava] Aplikácia

Langmuirova izoterma platí aj pre vysokú teplotu a tlak (má širšiu platnosť než Freundlichova izoterma, ktorá platí len pre nížšie teploty a tlaky). Najväčší význam ná Langmuirova izoterma pri kontaktnej katalýze a pri adsorpčnej plynovej a kvapalinovej chromatografii.

[úprava] Pozri aj

Zdroj: "http://sk.wikipedia.org../../../l/a/n/Langmuirova_izoterma.html"

Kategória: Termodynamika

Langmuirova izoterma

Z Wikipédie

[úprava] Odvodenie

[úprava] Aplikácia

[úprava] Pozri aj

Views

Navigácia

Hľadaj