词条 | Langmuir方程 |
释义 | 简介Langmuir方程是常用的吸附等温线方程之一,是由物理化学家朗格缪尔(Langmuir Itying)于1916年根据分子运动理论和一些假定提出的。现广泛应用于吸附学方面。 定义朗格缪尔的研究认为固体表面的原子或分子存在向外的剩余价力,它可以捕捉气体分子。这种剩余价力的作用范围与分子直径相当,因此吸附剂表面只能发生单分子层吸附。 所以,假定条件为: ① 吸附剂表面性质均一,每一个具有剩余价力的表面分子或原子吸附一个气体分子; ② 气体分子在固体表面为单层吸附; ③ 吸附是动态的,被吸附分子受热运动影响可以重新回到气相; ④ 吸附过程类似于气体的凝结过程,脱附类似于液体的蒸发过程。达到吸附平衡时,吸附速度等于脱附速度; ⑤ 气体分子在固体表面的凝结速度正比于该组分的气相分压; ⑥ 吸附在固体表面的气体分子之间无作用力。 设吸附剂表面覆盖率为θ,则θ可以表示为: θ=q/qm 式中:qm—吸附剂表面所有吸附点均被吸附质覆盖时的吸附量,即饱和吸附量 气体吸附速率与θ成正比,可以表示为kdθ,气体的吸附速率与剩余吸附面积(1-θ)和气体分压成正比,可以表示为kap(1-θ)。 吸附平衡时,吸附速率与脱附速率相等,则: θ/(1-θ)=(ka/kp)p 式中:ka—吸附速率常数 kd—脱附速率常数 上式整理后,可得单分子层吸附的朗格缪尔(Langmuir)方程: q=kpqm/(1+kp) 式中:k—Langmuir平衡常数 Langmuir平衡常数k,与吸附剂和吸附质的性质以及温度有关,其值越大,表示吸附剂的吸附性能越强。 该方程较好地描述了低、中压力范围的吸附等温线。当气体中吸附质分压较高,接近饱和蒸汽压时,该方程产生偏差。这是由于这时的吸附质可以在微细的毛细管中冷凝,单分子层吸附的假设不成立的缘故。 |
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