Izoterme, izobare, izostere de absorbție gaz solid

1. Aspecte generale privind adsorbtia gazelor pe solide

Pe suprafete solide are loc întotdeauna o adsorbtie pozitiva a moleculelor din faza gazoasa sau lichida datorata fortelor de atractie dintre moleculele solidului si moleculele fluidului.

Fortele de atractie formeaza un întreg spectru variind de la fortele similare cu legatura covalenta pâna la cele de dispersie de tip London ce caracterizeaza fortele intermoleculare slabe van der Waals. Daca între suprafata solida si moleculele adsorbite se stabilesc legaturi chimice, fenomenul se numeste adsorbtie chimica sau chemosorbtie, iar daca fortele interfaciale sunt de tip van der Waals, aceasta este denumita adsorbtie fizica.

Spre deosebire de adsorbantii lichizi, la adsorbantii solizi este mai dificil de cunoscut valoarea suprafetei de separare dintre faze, motiv pentru care raportarea cantitatii de adsorbant se face frecvent fata de unitatea de masa de adsorbant si nu fata de unitatea de suprafata.

Coeficientul de adsorbtie este notat , între concentratia supreficiala, , si adsorbtia supreficiala este valabila relatia:

unde s-suprafata specifica adsorbantului.

Adsorbtia specifica se defineste ca numarul de moli adsorbiti na pe unitatea de masa de adsorbant, adica:

Gradul de acoperire è este o marime adimensionala folosita pentru exprimarea cantitativa a adsorbtiei pe solide:

è= unde concentratia superficiala corespunzatoare saturarii suprafetei. è ia valori între zero si unu iar suprafata neacoperita este data de diferenta (1-è).

Suprafata specifica s a adsorbantilor solizi este o marime de uz current pentru caracterizarea acestora. Ea depinde de nautra adsorbantului, de metoda de obtinere, de modul de tratare fizico-chimica si termica (ceae ce influenteaza natura suprafetei), de porozitatea adsorbantului, precum si de marimea, distributia si volumul porilor. Cu cât numarul porilor, raportat la unitatea de masa (sau de volum) de adsorbant este mai mare cu atât suprafata specifica s este mai mare. Unitatea de masura pentru s este m2/g

unde S suprafata totasa “m” grame de adsorbant

O alta marime importanta ce caracterizeaza fenomenul de adsorbtie pe adsorbanti solizi este caldura de adsorbtie care poate fii caldura molara integrala de adsorbtie, Qa si caldura molara diferentiala de adsorbtie, Qa.

2. Ecuatii de stare ale adsorbtiei gaz-solid

În functie de modul cum se exprima adsorbtia, ecuatia generala de stare a acesteia poate fi adusa la unele din formele:

F(, P, T)=0

$(, P, T)=0

¨(è,P,T)=0

Ca si în cazul gazelor, se pot obtine relatii între parametrii de stare mentinându-l pe cel de al treilea.

T=constant ’’=f(P)T, izoterma de adsorbtie

P=constant’ ’=f(T)P, izobara de adsorbtie

’=constant’ P=f(T) ’; izostera de adsorbtie

Daca izotermele si izobarele de adsorbtie se pot obtine pe cale experimentala, izosterele de adsorbtie se obtin indirect din izoterme si izobare.

Potentialul chimic al gazului adsorbit ¼a=¼g

prezentata in cadrul Univ. Aurel Vlaicu