به طور کلی پدیده جذب سطحی به خاطر خواص موجود بر روی سطح جامد اتفاق میافتد. این خواص دارای دو منشأ میباشد:
-
- پدیده ناپیوستگی : به این مفهوم است که خواص سطح جاذب از خواص بقیه جاذب متفاوت است در واقع اتمهای سطح از اتمهای توده متفاوت هستند.
-
-
-
- اتمهای سطح جامد غیر اشباع: این پدیده به این مفهوماست که در زیر سطح اتمهای جامد با اتمهای مجاور پیوند سطحی ایجاد کرده است اما در سطح اتمها از بالا آزاد هستند و توانایی ایجاد پیوند با مولکولهای دیگر را دارند. از این رو یک حالت تمایل برای رسیدن به حالت اشباع در مولکولهای سطح وجود دارد. بنابراین خاصیت جذب سطحی در آن ایجاد میشود.(۴۴)(۴۵)(۴۶)
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
-
-
۲-۴-۳ گستره ی جذب سطحی:
میزان جذب را می توان با سه روش مختلف اندازه گیری کرد:(۴۷)(۴۸)(۴۹)
-
- ایزوترم جذب: بررسی رابطه بین غلظت سطحی جذب شونده و فشار تعادلی در دمای ثابت
-
- ایزوبار جذب: بررسی رابطه غلظت سطحی جذب شونده و دما در فشار ثابت
-
- ایزوستر جذب : بررسی رابطه بین فشار تعادلی و دما (به ازای مقدار مشخصی از جذب شونده)
۲-۴-۴ ایزوترم های جذب:
ایزوترم‌های جذب روابط ریاضی‌اند که میزان ماده ی جذب‌شده روی سطح را نشان می‌دهند
-
- ایزوترم جذب لانگمویر
-
- ایزوترم جذب تمکین
-
- ایزوترم جذب فروندلیچ
تفاوت کلی سه مدل نام برده شده در چگونگی تغییرات q نسبت به Ɵ است. اما مدل دمایی به صورت کلی دارای معادله زیر است:
k= Ko exp(
Ko= مقدار ثابت
R=ثابت عمومی گازها
T=دمای جذب
q=گرمای جذب
-
- در تئوری لانگمویر مقدار K و q برای تمام مقادیر Ɵ ثابت است.
-
- در تئوری تِمکین، با افزایش جذب روی سطح q به صورت خطی کاهش مییابد.
-
- در تئوری فرندلیچ، با افزایش جذب روی سطح q به صورت نمایی کاهش مییابد.
۲-۴-۵ ایزوترم جذب فروندلیچ:
معادله جذب فرویندلیچ یکی از ایزوترم‌های جذب است که بصورت تجربی بدست آمده‌است و . این ایزوترم اولین بار در سال ۱۹۳۲ توسط هربرت فرویندلیش ارائه شده است، مدل جذب فرندلیچ شکل دیگری از معادله لانگمویر برای جذب روی سطوح ناهمگن است. بر پایه این مدل مقدار جذب معادل مجموع جذب به وسیله کلیه محلهای جذبی است که هر یک دارای انرژی جذبی مربوط به خود هستند. مدل جذب فرندلیچ با افزودن فرض توزیع نمایی انرژی جذب به معادله لانگمویر به دست آمده است. این مدل توصیف کننده جذب برگشت پذیر بوده و به تشکیل یک لایه ی جذب محدود نشده است و ناهمگنی سطوح جذب و نحوه توزیع محلهای تبادلی فعال و انرژی آنها را توصیف میکند. این معادله نقطه ای را برای اشباع شدن ماده جاذب پیش بینی نمی کند، و پوشش سطحی نامحدودی که از نظر ریاضی محاسبه میشود نمایانگر جذب چند لایه ای بر روی سطوح تبادلی است. (۵۰)(۵۱)
فروندلیچ ﻓﺮض ﻛﺮد ﺟﺎذب ﺑﻪ اﺟﺰای ﻛﻮﭼﻜﺘﺮی ﺑﺎ اﻧﻮاع ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺗﻘﺴﻴﻢ ﻣﻲﺷﻮد و ﻧﻴﺰ ﻓﺮض ﻛﺮد ﻛﻪ ﻫﺮ ﺟﺰء ﮔﺮﻣﺎی وﻳﮋه ﺟﺬب ﺧﻮد را دارد و در ﻫﺮ ﺟﺰء نیز ﻣﻌﺎدﻟﻪ ﻻﻧﮕﻤﻮﻳﺮ ﺻﺎدق اﺳﺖ .در ﻋﻴﻦ ﺣﺎل او ﻓﺮض ﻛﺮد ﺟﺬب ﺗﻚ ﻣﻮﻟﻜﻮﻟﻲ ﺑﻮده و داﻓﻌﻪ ای ﺑﻴﻦ ﺟﺬب ﺷﻮﻧﺪهها وجود ندارد.(۵۲)(۵۳)
این معادله بصورت زیر بیان میشود:
-
- θکسر پوششی سطح (نسبت سطح پوشیده‌شده به کل سطح در دسترس برای جذب)
-
- p فشار یا غلظت گاز مورد نظر
-
- n ضریب ناهمگن سطحی و تابع دما (مقداری ثابت)
-
- a متناسب با مساحت سطح و تابع دما (مقداری ثابت)
بر خلاف مدل جذب لانگمویر که در آن (تغییرات) آنتالپی جذب مستقل از کسر پوششی است، در ناحیه‌ای که ایزوترم فرویندلیش معتبر باشد، آنتالپی جذب تابعی خطی است.شکل ۲-۲
شکل ۲-۳ منحنی ایزوترم فروندلیچ
ﺑﺮای اﺳﺘﻔﺎده از اﻳﺰوﺗﺮم ﻓﺮوﻧﺪﻟﻴﺶ در ﺟﺬب ﻣﺎﻳﻊ ﺑﺮ روی ﺳﻄﺢ ﺟﺎﻣﺪ ﻣﻲﺗﻮان ﻣﻌﺎدﻟﻪ را ﺑﻪ ﺷﻜﻞ زﻳﺮ ﻧﻮﺷﺖ و ﻧﻮآراﻳﻲ ﻛﺮد:
ثابت فروندلیچ نسبت به انرژی پیوند
میزان جذب یا سطح نا هماهنگی
-
- اگر باشد بیشتر سطح ناهمگن است
-
- اگر باشد مشابه ایزوترم معمولی لانکمویر است
-
- اگر باشد نشان دهنده ی وابستگی جذب است(۵۴)(۵۵)
شکل ۲-۴ :نمودار ایزوترم فروندلیش برای جذب مایعات بر سطح جام
۲-۴-۶ ایزوترم جذب لانگمویر:
