Izoterma adsorpcji Zależność między ciśnieniem a temperaturą

Izoterma adsorpcji to zależność między ciśnieniem a ilością zaadsorbowanej substancji w stałej temperaturze. Oś pozioma to ciśnienie względne (P/P0), które jest ciśnieniem równowagi podzielonym przez ciśnienie pary nasyconej. Ciśnienie względne może wynosić od 0 do 1, a P/P0 ≒1 oznacza, że w komorze próbki zachodzi kondensacja. Tak więc izoterma adsorpcji jest pomiarem stężenia adsorbatu, które staje się wyższe niż stężenie w fazie objętościowej (gazowej) z powodu interakcji między adsorbatem i atomami powierzchni poniżej jego ciśnienia kondensacji. Ilość substancji zaadsorbowanej na osi pionowej jest zwykle wyrażana jako V/ml(STP)g^-1, która jest wyrażona przez standardową objętość gazu (przy 0^oC i 1 atm).

Rysunek przedstawia klasyfikację izoterm adsorpcji określoną przez IUPAC. Rodzaj izotermy adsorpcji zależy od wielkości porów i charakteru powierzchni substancji.

Type:

I(a): Adsorbenty posiadające tylko mikropory (np. zeolit)

I(b): Adsorbenty mikroporowate (np. węgiel aktywny)

II: Adsorbenty nieporowate (np. nieporowata krzemionka i proszek magnetyczny)

III: Adsorbenty nieporowate i substancje, które mają słabe oddziaływanie między adsorbatem a adsorbentem (np. grafit/woda)

IV(a): Adsorbenty mezoporowate (np. mezoporowata krzemionka i tlenek glinu)

IV(b): Adsorbenty mezoporowate o średnicy porów mniejszej niż 4 nm (np. MCM-41)

V: Adsorbenty porowate i materiały, które mają słabą interakcję między adsorbatem a adsorbentem (np. węgiel aktywny/woda)

VI: Adsorbenty o jednorodnej powierzchni (np. grafit/Kr i NaCl/Kr)


Zazwyczaj, w przypadku adsorpcji azotu lub argonu widoczna jest głównie izoterma typu I, II i IV.


Źródło

F. Rouquerol, J. Rouquerol and K. Sing, "Adsorption by Powder & Porous Solid", Academic Press, London, (1999).