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der Einfluss der Lösungsmittelmoleküle bei der Adsorption aus flüssiger Phase
(Zuhovickij- und Bookris-Swinkels-Isotherme)
die Möglichkeit der Bildung von Multischichten (BET-Isotherme)
Meist werden mehrere der erwähnten Einflüsse einbezogen. Es sind mehr als 50
Isothermen für die quantitative Beschreibung der unterschiedlichsten Adsorptions-
systeme entwickelt worden. Die bekanntesten davon sind die Langmuir- und die
Freundlich-Isotherme. Beide wurden zunächst für die Adsorption aus der Gasphase
angewendet, werden heute jedoch formal auch für andere Systeme genutzt, weil oft
über weite Konzentrationsbereiche eine ausreichende Übereinstimmung mit dem
Experiment gegeben ist.
Die wichtigsten Annahmen, unter denen die Langmuir-Isotherme gilt, sind:
monomolekulare Schicht als maximal mögliche Bedeckung
energetisch homogene Oberfläche mit einer vom Bedeckungsgrad unabhängigen
Adsorptionsenergie
keine Wechselwirkung zwischen den Adsorptteilchen
keine Berücksichtigung des Einflusses der Lösungsmittelmoleküle.
Dann gilt:
D
c
max
A
c
A
.
c
L
=.
c
L
C
1
=
b
// :
(2.2)
Der Faktor b entspricht dem Kehrwert derjenigen Konzentration c
L
,beiderdie
Hälfte des Maximalwerts c
ma
A
erreicht ist, also der Bedeckungsgrad 50% beträgt.
Für kleine Konzentrationen und damit kleine Bedeckungsgrade geht die Langmuir-
Isotherme in das Henry'sche Gesetz über, während sich für hohe Konzentrationen
ein Maximalwert c
ma
A
einstellt (Ausbildung einer Monoschicht).
Die Freundlich-Isotherme
D
k
c
L
c
A
(2.3)
berücksichtigt energetisch unterschiedliche Oberflächenzentren. Sie kann durch
Summation einzelner Langmuir-Isothermen, die jeweils die Belegung von energe-
tisch gleichen Plätzen widerspiegeln, hergeleitet werden. Dabei wird eine exponen-
tielle Verteilung der aus der energetischen Heterogenität der Plätze resultierenden
einzelnen Adsorptionswärmen zugrundegelegt. Mit Hilfe der Freundlich-Isotherme
lässt sich häufig die Adsorption im mittleren Konzentrationsbereich bzw. für mitt-
lere Bedeckungsgrade gut beschreiben. Sie kann jedoch physikalisch nicht völlig
korrekt sein, da sie einerseits für wachsende Adsorptivkonzentrationen auch eine
unbegrenzte Zunahme der Konzentration am Adsorber zulässt und andererseits für
kleine Konzentrationen nicht in eine lineare Form vom Henry-Typ übergeht.
2.1.3 Geräte und Chemikalien
12 Erlenmeyerkolben
Schüttelmaschine
