Сорбционные процессы

разделения можно рассматривать в качестве меры адсорбируемости 
компонентов, которая возрастает при их увеличении. Если в некоторой 
системе коэффициенты распределения различаются на порядок и более, то
считают, что адсорбция всех компонентов многокомпонентной смеси, кроме 
адсорбции вещества с наибольшим значением коэффициента распределения 
(будем далее называть его 
целевым
), пренебрежимо мала. В этом часто 
встречающемся случае вместо адсорбции многокомпонентной смеси можно 
рассматривать индивидуальную адсорбцию целевого компонента.
Зависимость равновесной величины индивидуальной адсорбции вещества 
(целевого компонента) при постоянной температуре от его содержания в 
объемной фазе называют 
изотермой адсорбции. 
Зависимость от температуры 
при постоянном содержании (парциальном давлении) – 
изопикной (изобарой) 
адсорбции. 
Зависимость равновесного давления от температуры при 
постоянной величине адсорбции носит название 
изостеры адсорбции.

Поддержание постоянной температуры обеспечивается легче, чем 
поддержание постоянного содержания в любой из фаз. Поэтому 
экспериментальный материал по адсорбции обычно получают в виде 
изотерм. Они же часто являются первичным объектом теоретического 
 
анализа. На рис.1.1 приведены типичные изотермы адсорбции. Из рисунка 
видно, что величина адсорбции (Х) возрастает по мере увеличения 
концентрации (С) (парциального давления, Р) адсорбата и убывает с ростом 
температуры (Т). 
T
1
T
2
T
3
C
X
0
Рис.1.1.Изотермы адсорбции: T1Теоретическая интерпретация изотерм, приведенных на рис.1, для 
адсорбции на плоской поверхности адсорбента впервые была выполнена 
американским физиком Ленгмюром и по его имени изотермы такого типа, 
которые показаны на рисунке, стали называть 
ленгмюровскими
(синоним: 
выпуклыми
). Они очень часто встречаются в адсорбционных системах даже в 
тех случаях, когда допущения теории Ленгмюра не выполняются или 
выполняются не полностью. Уравнение Ленгмюра записывается так: 
X = X
m
bC/(1 + bC), (1.1) 

---

5 
где X
m
– предельная величина адсорбции, отвечающая плато на изотерме, b – 
коэффициент, имеющий смысл константы равновесия. 
При наличии изотерм адсорбции изопикны - изобары адсорбции
получают путем сечения семейства изотерм вертикальными линиями, 
отвечающими условию С = const. Изостеры адсорбции получают путем 
сечения изотерм горизонтальными линиями, отвечающими условию: Х = 
const. Координаты точек пересечения вертикальных прямых с изотермами 
дают изопикны адсорбции, а пересечения горизонтальных линий с теми же 
изотермами – изостеры. 
На рис.1.2 а приведены изостеры адсорбции в координатах С ~ T. На 
рис.1.2 б эти же изостеры представлены в координатах линейной формы 
уравнения Клапейрона-Клаузиуса: 
LnC ~ - ΔH/RT, (1.2) 
где ΔН – теплота адсорбции, кДж/моль; R – газовая постоянная, кДж/моль.К. 
По тангенсу угла наклона линейных в указанных координатах изостер 
адсорбции вычисляют изостерическую 
теплоту адсорбци, 
т.е. теплоту 
адсорбции при постоянной величине адсорбции. 
С
T
X
1
X
2
X
3
1/T
X
3
X
2
X
1
ln 
С
а
б
Рис.1.2.Изостеры адсорбции: а – в обычных координатах, б – в
координатах уравнения Клапейрона - Клаузиуса, X.
1
>X
2
>X
3
. 
Одновременное использование изотерм и изостер адсорбции позволяет 
определить два важнейших свойства системы: величину и теплоту 
адсорбции. Отметим, что адсорбция – процесс