Калькулятор изотермы адсорбции Ленгмюра

Калькулятор изотермы Ленгмюра — это простой в использовании инструмент для вычисления доли или процента поверхности адсорбента, покрытой адсорбатом, с использованием модели Ленгмюра.

Наш калькулятор изотермы Ленгмюра позволяет использовать либо парциальное давление, либо молярность вещества, в зависимости от того, рассчитываете ли вы изотерму для газа или для жидкости.

Если вы хотите узнать больше об уравнении Ленгмюра, его использовании и кратком изложении основных принципов изотерм адсорбции, прочтите статью ниже.

 

Что такое изотерма адсорбции Ленгмюра?

Во-первых, мы хотели бы напомнить вам несколько основных определений:

Адсорбция — это процесс адгезии, который связывает молекулы, атомы или ионы с поверхностью (или фазовой границей).

В этом процессе адсорбат создает тонкий слой на поверхности адсорбента.

Хемосорбция — это тип адсорбции, который создает прочные химические связи между адсорбатом и адсорбентом.

Изотерма — это функция, описывающая изменение количества прилипшего вещества в зависимости от парциального давления или концентрации вещества. Реакция должна проходить в изотермических условиях (то есть при постоянной температуре).

Возвращаясь к теории Ленгмюра:

Изотерма Ленгмюра предполагает, что адсорбат может создавать только монослой частиц на поверхности адсорбента. Эти частицы взаимодействуют только с адсорбентом (вертикальные взаимодействия) и не взаимодействуют друг с другом (горизонтальные взаимодействия).

Изотерма Ленгмюра основана на следующих предположениях:

Частицы адсорбата ведут себя как идеальный газ;
Энергия поверхности однородна (одинакова и плоская во всех местах); а также
Частицы адсорбата не могут образовывать многослойность.
Подробнее о характеристиках этого процесса адгезии читайте в разделе ниже.

Как рассчитать изотерму Ленгмюра?

Мы понимаем, что даже самые лучшие калькуляторы изотерм Ленгмюра не могут заменить реальных знаний. В этом разделе вы можете подробно изучить формулу, которую мы используем.

Наш инструмент использует следующее уравнение изотермы Ленгмюра:

θ = (Keq * P) / (1 + (Keq * P))

Где:

θ — доля поверхности, покрытая адсорбатом;
Keq — константа равновесия адсорбции; а также
P — парциальное давление газа или молярная концентрация жидкости.
Чтобы получить процентную долю поверхности, покрытой адсорбатом, используйте следующее уравнение:

θпроцент = θфракция * 100

Как построить изотерму адсорбции Ленгмюра?
Это один из наиболее распространенных вопросов, касающихся изотермы адсорбции; чтобы ответить на него, нам сначала нужно понять правила модели адсорбции Ленгмюра.

Как меняется адсорбция?

Частицы адсорбата ударяются о поверхность адсорбента, как маленькие пули, поражающие цель. Чем больше поверхность, чем больше цель, тем легче попасть в цель.

Представьте, что мы увеличиваем концентрацию (или парциальное давление) смеси — это приводит к тому, что у нас появляется больше пуль для стрельбы, поэтому вероятность поражения цели (и адгезия!) увеличивается.

Однако через некоторое время цель для стрельбы наполняется пулями и не может принимать новые выстрелы. Именно это происходит с поверхностью адсорбента — она ​​заполняется частицами, поскольку может образовывать только один слой.

В результате график изотермы Ленгмюра вначале довольно крутой, когда мы увеличиваем давление или концентрацию, снабжая систему новыми патронами. Однако через некоторое время все места на поверхности адсорбента заняты. Покрытие становится полным — в результате график становится плоским.