Adsorptionsisotherme

Nun, da Sie wissen, was Adsorption ist, wie messen oder untersuchen wir sie? Der Adsorptionsprozess wird normalerweise anhand eines Diagramms dargestellt und untersucht. Dies nennt man Adsorptionsisotherme. Verschiedene Wissenschaftler haben verschiedene Arten von Adsorptionsisothermen entwickelt. Lassen Sie uns dieses Konzept im Detail kennenlernen.

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Definition

Die Adsorptionsisotherme ist eine Kurve, die die Variation der vom Adsorbens adsorbierten Gasmenge mit Druck bei konstanter Temperatur ausdrückt.

Freundlich Adsorptionsisotherme

1909 stellte der deutsche Wissenschaftler Freundlich eine empirische Beziehung zwischen der Gasmenge, die von einer Masseneinheit festen Adsorptionsmittels adsorbiert wurde, und dem Druck bei einer bestimmten Temperatur her. Es wird mit der folgenden Gleichung ausgedrückt –

x/m = k.P1/n (n > 1)

wobei ‚x‘ die Masse des an Masse ‚m‘ des Adsorbens bei Druck ‚P‘ adsorbierten Gases ist. ‚k‘ und ’n‘ sind Konstanten, die von der Art des Adsorptionsmittels und des Gases bei einer bestimmten Temperatur abhängen.

Die Masse des adsorbierten Gases pro Gramm des Adsorbens ist gegen den Druck in Form einer Kurve aufgetragen, um die Beziehung zu zeigen. Hier nimmt bei festem Druck die physikalische Adsorption mit zunehmender Temperatur ab. Die Kurven erreichen bei hohem Druck eine Sättigung. Wenn Sie nun das Protokoll der obigen Gleichung nehmen –

log x / m = log k + 1 / n log P

Um die Gültigkeit der Freundlich-Isotherme zu testen, können wir log x / m auf der y-Achse und log P auf der x-Achse zeichnen. Wenn das Diagramm eine gerade Linie zeigt, ist die Freundlich-Isotherme gültig, andernfalls nicht. Die Steigung der Geraden ergibt den Wert 1 / n, während der Schnittpunkt auf der y-Achse den Wert log k ergibt.

 Adsorptionsisotherme

Freundlich-Isotherme

Einschränkungen der Freundlich-Isotherme

Die Freundlich-Isotherme erklärt das Verhalten der Adsorption nur annähernd. Der Wert von 1 / n kann zwischen 0 und 1 liegen, daher gilt die Gleichung nur über einen begrenzten Druckbereich.

  • Wenn 1/n = 0, x/m konstant ist, ist die Adsorption druckunabhängig.
  • Wenn 1/n =1, x/m = k P, d.h. x / m ∝ P, Adsorption ist direkt proportional zum Druck.

Experimentelle Ergebnisse unterstützen beide der oben genannten Bedingungen. Bei hohem Druck scheinen sich die experimentellen Isothermen immer der Sättigung zu nähern. Freundlich isotherm erklärt diese Beobachtung nicht und versagt daher bei hohem Druck.

Auf die Freundlich-Isotherme folgten zwei weitere Isothermen – die Langmuir-Adsorptionsisotherme und die BET-Adsorptionsisotherme. Die Langmuir-Isotherme nahm an, dass die Adsorption einschichtig ist, während die BET-Isotherme annahm, dass sie mehrschichtig ist.

Weitere Themen finden Sie unter Oberflächenchemie

  • Adsorption
  • Adsorptionsisotherme
  • Katalyse
  • Klassifizierung von Kolloiden
  • Kolloide
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  • Herstellung von Kolloiden
  • Eigenschaften kolloidaler Lösungen
  • Formselektive Katalyse durch Zeolithe

Gelöste Beispiele für Sie

Fragen: Geben Sie an, ob die folgenden Aussagen wahr oder falsch sind.

  1. Die Adsorptionsisotherme ist eine Kurve, die die Variation der vom Adsorbens adsorbierten Gasmenge mit der Temperatur bei konstantem Druck ausdrückt.
  2. Freundlich-Isotherme versagt bei hohem Druck.
  3. Wenn der Plot von log x/m auf der y-Achse und log P auf der x-Achse eine gerade Linie ist, dann ist die Freundlich-Isotherme gültig.
  4. Freundlich isotherm erklärt das Verhalten der Adsorption genau.
  5. In der Gleichung – x/m = k.P1/ n (n > 1), ‚k‘ und ’n‘ sind Konstanten, die von der Art des Adsorbens und des Gases bei einer bestimmten Temperatur abhängen.

Lösungen:

  1. Falsch
  2. Wahr
  3. Wahr
  4. Falsch
  5. Wahr
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