ПОТЕНЦІЙНА ТЕОРІЯ ПОЛЯКИ

Теорія Поляки є окремим випадком термодинамічної теорії Гіббса, вона була запропонована для опису полімолекулярної адсорбції. Однак ця теорія не призводить до конкретних ізотермам адсорбції, тому широко використовується переважно для опису адсорбції на пористих адсорбентах.

За теорією Поляни передбачається, що адсорбат поводиться як однокомпонентна система, що знаходиться в потенційному полі поверхневих сил хімічно інертного адсорбенту. У адсорбционном просторі діють тільки дисперсійні сили, які мають властивість адитивності і нс залежать від температури. Адитивність передбачає, що характер взаємодії між молекулами адсорбата не змінюється, а відбувається лише збільшення його щільності на поверхні адсорбенту, в результаті практично всі адсорбована речовина знаходиться на поверхні адсорбенту в рідкому стані. Це великою мірою відповідає стану адсорбата в порах пористих адсорбентів, де відбувається конденсація пара.

У мікропорах відбувається об'ємне заповнення адсорбційного простору, тому за основний геометричний параметр пористого адсорбенту приймають обсяг мікропор, званий адсорбційним об'ємом V :

де V iVf - молярний об'єм адсорбата в конденсованому стані; А - величина адсорбції.

Другим важливим параметром теорії є адсорбційний потенціал ? за рівнянням (2.18).

Адсорбційний потенціал характеризує роботу проти дії адсорбційних сил. Кожній точці ізотерми адсорбції відповідають

свої значення А і -, які дозволяють отримати V і е, тобто знайти Р

залежність адсорбционного потенціалу від обсягу адсорбата на адсорбенті і побудувати потенційну криву адсорбції ? = F (V) (рис. 2.33).

Потенційна характеристична крива адсорбції

Мал. 2.33. Потенційна характеристична крива адсорбції

Теорія Поляни дозволяє отримувати ізотерми при будь-якій температурі, виходячи з відомої залежності при якій-небудь одній температурі. Так як дисперсійні сили не залежать від температури, то від температури не повинна залежати і форма потенційної кривої адсорбції, що підтверджується експериментально у багатьох випадках. Експериментальні точки при різних температурах лягають на одну і ту ж криву ? = F (V),

яку називають характеристичної. Тоді , тобто адсорбційний потенціал при постійному обсязі рідкого адсорбата і при постійній ступеня заповнення адсорбенту не залежить від температури.

Свого часу М. М. Дубиніним було помічено, що характеристичні криві одного і того ж адсорбенту і різних адсорбатов при всіх значеннях обсягів адсорбата в поверхневому шарі знаходяться в постійному співвідношенні, тому був введений коефіцієнт аффинности:

де ? q - адсорбційний потенціал для адсорбата, обраного за стандарт.

Знаючи характеристичну функцію одного адсорбата і коефіцієнт аффинности іншого по відношенню до першого, можна обчислити ізотерму адсорбції другого адсорбата на тому ж адсорбенті.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >