Różnica między izotermami adsorpcji Freundlicha i Langmuira

The kluczowa różnica między izotermami adsorpcji Freundlicha i Langmuira jest to Izoterma adsorpcji Freundlicha jest empiryczna, natomiast izoterma adsorpcji Langmuira jest teoretyczna.

Izoterma adsorpcji jest podstawową metodą, którą możemy zastosować do przewidywania zdolności adsorpcyjnej konkretnej substancji. Są na to dwie podstawowe metody: izotermy adsorpcji Freundlicha i Langmuira. Są one bardzo ważne w postępowaniu z technikami ochrony środowiska i adsorpcji.

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym są izotermy adsorpcji Freundlicha
3. Co to są izotermy adsorpcji Langmuira
4. Porównanie obok siebie - Freundlich vs Izotermy adsorpcji Langmuira w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie

Co to są izotermy adsorpcji Freundlicha?

Izoterma adsorpcji Freundlicha jest pomiarem zmian ilości gazu zaadsorbowanego przez masę jednostkową stałego adsorbentu wraz ze zmianą ciśnienia w układzie dla danej temperatury. To znaczy; zmiennymi w tym przypadku są ilość gazu i ciśnienie, natomiast masa stałego adsorbentu i temperatura pozostają stałe. Matematyczne wyrażenie izotermy adsorpcji Freundlicha przedstawia się następująco:

x / m = kP^{(1 / n)}

Gdzie x to masa zaadsorbowanego gazu, m to masa zastosowanego adsorbentu, P to ciśnienie układu, k i n są stałymi. Zwykle izotermę adsorpcji Freundlicha podaje się w postaci graficznej. Dlatego musimy najpierw zmienić powyższe równanie, aby było odpowiednie dla wykresu. Tam możemy wziąć logarytm wszystkich wartości. Następnie równanie jest następujące.

Log (x / m) = log k + (1 / n) log P

Dlatego oś x wykresu to log (x / m), oś y to log P, a nachylenie to (1 / n). Punktem przecięcia wykresu jest log k.

Ryc. 01: Wykres izotermy adsorpcji Freundlicha dla kwasu octowego

Co to są izotermy adsorpcji Langmuira

Izoterma adsorpcji Langmuira jest metodą stosowaną do przewidywania liniowej adsorpcji przy niskiej gęstości adsorpcji i maksymalnym pokryciu powierzchni przy wyższym stężeniu rozpuszczonego metalu. Jest to wyrażenie teoretyczne, a równanie chemiczne tego terminu jest następujące:

X / M = abc (1 + ac)

Gdzie X to masa sorbentu substancji rozpuszczonej, M to masa adsorbentu, c to stężenie równowagowe substancji rozpuszczonej, aib to stałe. Ponadto izoterma adsorpcji Langmuira ma zastosowanie do adsorpcji monowarstwowej na jednorodnej powierzchni. Jednak nie powinno być żadnych interakcji między gatunkami zaadsorbowanymi.

Jaka jest różnica między izotermami adsorpcji Freundlicha i Langmuira?

Istnieją dwie podstawowe izotermy adsorpcji: izoterma adsorpcji Freundlicha i izoterma adsorpcji Langmuira. Izoterma adsorpcji Freundlicha jest pomiarem zmian ilości gazu zaadsorbowanego przez masę jednostkową stałego adsorbentu wraz ze zmianą ciśnienia w układzie dla danej temperatury. Izoterma adsorpcji Langmuira jest metodą stosowaną do przewidywania liniowej adsorpcji przy niskiej gęstości adsorpcji i maksymalnym pokryciu powierzchni przy wyższym stężeniu rozpuszczonego metalu. Kluczową różnicą między izotermami adsorpcji Freundlicha i Langmuira jest to, że izoterma adsorpcji Freundlicha jest empiryczna, ale izoterma adsorpcji Langmuira jest teoretyczna. Co więcej, ten pierwszy jest graficznym przedstawieniem, podczas gdy ten drugi jest matematycznym wyrażeniem równania.

Poniższa infografika podsumowuje różnicę między izotermami adsorpcji Freundlicha i Langmuira.

Podsumowanie - Freundlich kontra izotermy adsorpcji Langmuira

Izoterma adsorpcji Freundlicha jest pomiarem zmian ilości gazu zaadsorbowanego przez masę jednostkową stałego adsorbentu wraz ze zmianą ciśnienia w układzie dla danej temperatury. Z drugiej strony izoterma adsorpcji Langmuira jest metodą stosowaną do przewidywania liniowej adsorpcji przy niskich gęstościach adsorpcji i maksymalnym pokryciu powierzchni przy wyższym stężeniu metalu rozpuszczonego. Kluczową różnicą między izotermami adsorpcji Freundlicha i Langmuira jest to, że izoterma adsorpcji Freundlicha jest empiryczna, natomiast izoterma adsorpcji Langmuira jest teoretyczna.

Odniesienie:

1. „Izotermy adsorpcji - izotermy adsorpcji Freundlicha, izotermy adsorpcji Langmuira i izotermy adsorpcji BET”. BYJUS, Byju's, 17 grudnia 2019, dostępny tutaj.
2. „Równanie Freundlicha”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 13 listopada 2019, dostępna tutaj.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Kwas octowy Freundlicha” autor: Toshiyouri - Praca własna (CC BY-SA 4.0) przez Commons Wikimedia