흡착은 액체 또는 가스 입자가 흡착제의 표면에 부착 될 때 발생하여 원자 층이 흡착제에서 발달 할 때 발생한다. 이것은 용질이 표면보다는 고체로 확산되는 흡수와는 다릅니다. 이 기사에서는 이와 관련된 다양한 용어와 법률을 살펴 보겠습니다. 흡착제의 농도는 흡착 중 흡착제 표면에서만 자랍니다. 흡착 등온선은 환경 보호 및 흡착 전략과 관련된 연구에서 매우 유용한 것으로 입증되었습니다. Freundlich와 Langmuir 등온선은 특정 물질의 흡착 능력을 추정하기위한 두 가지 기본 접근법입니다.
흡착 등온선
정의
흡착제의 단위 질량 당 가스 흡착량은 가스 압력에 의존합니다. 일정한 온도에서의 흡착제의 양과 평형 가스의 압력 (또는 용액 농도) 사이의 관계는 흡착 등온선으로 알려져 있습니다.
예
물 흡착 -이 분야에서 표면에서의 물 흡착이 중요합니다. 고체 표면에서 물리적으로 또는 화학적으로 흡착 된 물의 존재를 표면 수화라고도하는 물 흡착이라고도합니다. 이는 다양한 시스템에서 인터페이스 특성, 화학 반응 경로 및 촉매 성능을 제어하는 데 중요합니다. 물리적으로 흡착 된 물의 경우, 표면 수화는 일반적으로 건조 공정에 의해 제거되며, 이는 온도 및 압력 조건에서 발생하며 물의 총 기화를 초래합니다. 화학적으로 흡착 된 물은 해리 흡착 또는 분자 흡착에 의해 수화 될 수 있습니다.
Freundlich 흡착 등온선
독일 물리학자인 Freundlich는 1909 년에 주어진 온도에서 고체 흡착제의 단위 질량에 의해 흡착 된 가스의 양 사이의 경험적 연결을 제안했다. 그것은 다음 방정식으로 표시된다.
.x/m =K.p1/n (n> 1)
여기서‘x’는 압력‘P’에서 흡착 질량‘M’에 흡착 된 가스의 질량입니다. ‘K’와‘N’은 주어진 온도에서 흡착제와 가스에 따라 다른 상수입니다.
연결을 입증하기 위해, 흡착제 그램 당 흡착 된 가스의 질량은 곡선 형태로 압력대로 표시됩니다.
물리적 흡착은 일정한 압력에서 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 고압에서 곡선은 포화에 도달합니다. 위의 방정식의 로그를 가져 가십시오
log x/m =log k + 1/n log p
유효성 테스트
Freundlich 등온선의 유효성을 테스트하기 위해 y 축에서 로그 x/m을 플롯하고 x 축의 로그 p를 플로팅 할 수 있습니다. Freundlich 등온선은 플롯에 직선을 나타내는 경우 유효합니다. 그렇지 않으면 그렇지 않습니다. 직선의 기울기는 1/n과 같지만 y 축의 절편은 log k.
입니다.
Langmuir 흡착 등온선
Langmuir는 고체 표면의 가스 흡착 개념을 기본 부위로 형성 할 것을 제안했으며, 각 부위는 하나의 가스를 흡수 할 것이라고 제안했다. 모든 흡착 부위는 평등 한 것으로 여겨지며, 어느 한 사이트에 부착 할 수있는 가스 분자의 용량은 인접한 사이트가 점유되는지 여부와 무관합니다. 또한, 흡착 된 가스 분자와 비 흡착 가스 분자는 동적 평형에 있다고 생각된다.
다음 방정식은 Langmuir 흡착 모델을 보여줍니다 :
ce/qm =1/klqmax+ce/qmax
CE (MG L-¹) 및 QM (MG G-¹)은 평형에서 분자의 농도 및 언제라도 흡착제 표면에 흡착 된 분자의 양이다. 위의 방정식에서, 최대 흡착 용량 (Mg G-1)은 Qmax로 표시되는 반면 Langmuir 상수 (L Mg-1)는 KL로 표시됩니다.
흡착 등온선의 적용
- 가스 마스크 :유해한 가스를 흡수하기 위해 석탄 광부는 자주 가스 마스크 (활성 숯 또는 흡착제 혼합물로 구성된 장치)를 사용합니다.
- 습도 제어 :실리카 및 알루미늄 겔과 같은 흡착제는 수분을 추출하고 습도를 조절하는 데 사용됩니다.
- 솔루션에서 색상 제거 :동물 숯은 색상 오염 물질을 흡착하여 솔루션에서 색상을 제거합니다.
- 치료 질환 :질병 치료에 몇 가지 의약품이 흡착제가되어 세균을 죽이기 위해 사용됩니다.
- 거품 부유물 :소나무 오일과 폼 제를 사용하여 실리카 및 기타 흙 물질로부터 분리하여 저급 황화물 광석이 농축됩니다.
- 흡착 지표 :은 할로이드, 에오신, 플루오 레세 인 및 기타와 같은 흡착 염료와 같은 일부 침전물의 표면은 말단에서 독특한 색상을 초래합니다.
- 크로마토 그래피 분석 :흡착 현상을 기반으로하는 크로마토 그래피 분석에는 분석 및 산업 부문에 많은 응용이 있습니다.
결론
흡착제의 단위 질량 당 가스 흡착량은 가스 압력에 의존합니다. 일정한 온도에서의 흡착제의 양과 평형 가스의 압력 (또는 용액 농도) 사이의 관계는 흡착 등온선으로 알려져있다. 독일 물리학자인 Freundlich는 1909 년에 주어진 온도에서 단위 질량과 압력에 의해 흡착 된 가스의 양 사이의 경험적 연결을 제안했다.
