Adsorptioisotermi , sorptioisotermi - adsorboituneen aineen määrän ( adsorptioarvo ) riippuvuus tämän aineen osapaineesta kaasufaasissa (tai liuoskonsentraatiossa) vakiolämpötilassa.
Kokeelliset adsorptioisotermit ovat yleisin tapa kuvata adsorptioilmiöitä. Menetelmät adsorptiotietojen saamiseksi adsorptioisotermien muodostamiseksi perustuvat kaasun (nesteen) määrän mittaamiseen, joka on poistettu kaasufaasista adsorption aikana, sekä erilaisiin menetelmiin adsorboituneen aineen (adsorboituneen aineen) määrän määrittämiseksi pinnalla. adsorboivan aineen (adsorboivan aineen), esimerkiksi tilavuusmenetelmä, gravimetrinen menetelmä jne.
Adsorptioisotermejä on kuusi päätyyppiä ( katso kuva ). Tyyppi I on tyypillinen mikrohuokoisille kiintoaineille , joiden ulkopinnan osuus on suhteellisen pieni . Tyyppi II osoittaa polymolekulaarisen adsorption ei-huokoisissa tai makrohuokoisissa adsorbenteissa. Tyyppi III on ominaista ei-huokoisille sorbenteille , joilla on alhainen adsorbentti-adsorbaatti-vuorovaikutusenergia. Tyypit IV ja V ovat samanlaisia kuin tyypit II ja III, mutta huokoisille adsorbenteille. Tyypin VI isotermit ovat tyypillisiä ei-huokoisille adsorbenteille, joilla on homogeeninen pinta.
Adsorptioisotermejä käytetään laskemaan materiaalien ominaispinta-ala , keskimääräinen huokoskoko tai kerrostuneiden hiukkasten keskimääräinen koko, huokos- tai hiukkaskokojakautuma.
Adsorptioisotermien matemaattiseen ilmaisemiseen on olemassa useita menetelmiä, jotka eroavat adsorptioprosessin kuvaamiseen käytetyistä malleista. Pienillä pinnan peittoasteilla adsorbaatilla homogeenista pintaa varten adsorptioisotermiyhtälö on Henryn yhtälön muotoinen : a=Kp , missä a on adsorptioarvo, p on kaasun paine , K on vakio . Keskipitkällä kattavuudella voidaan soveltaa empiiristä Freundlichin yhtälöä: a = kp 1/n , missä k ja 1/n ovat vakioita.
Irving Langmuir ehdotti tiukkaa teoriaa adsorptioisotermistä homogeenisen pinnan yksikerroksisen adsorption mallille, jossa adsorbaattimolekyylien väliset vetovoimat ja niiden liikkuvuus pinnalla voidaan jättää huomiotta. Langmuirin isotermiyhtälö on muotoa: a=ambp/(1 + bp) , missä b on adsorptiokerroin riippuen adsorptioenergiasta ja lämpötilasta; am on yksikerroksen kapasitanssi .
Teorian jatkokehitys koostui Langmuirin käyttämän yhden tai toisen oletuksen poissulkemisesta. Joten S. Brunauer , P. Emmet ja E. Teller ehdottivat polymolekulaarisen adsorption teoriaa ( BET-menetelmä ); T. Hill ja J. de Boer kehittivät teorian, joka ottaa huomioon adsorboituneiden molekyylien välisen vuorovaikutuksen (Hill-de Boerin isotermi) jne.