А.3 Равновесие при адсорбции

Количество вещества, адсорбированное единицей массы или объема адсорбента при достижении состояния равновесия, зависит от температуры и концентрации поглощаемого вещества в газовой смеси. Эта зависимость запишется в виде:

,(А.1)

или при постоянной температуре (Т = const)

,(А.2)

где a^* - концентрация поглощаемого вещества в адсорбенте, равновесная с концентрацией его в газовой фазе, кг адсорбата/м³ адсорбента; С- концентрация адсорбтива в газовой фазе, кг адсорбтива/м³.

Концентрация С поглощаемого вещества может быть заменена его парциальным давлением p_Ав газовой смеси. Тогда изотерма адсорбции примет вид

.(А.2а)

Изотермы адсорбции определяются опытным путем. Вид изотермы адсорбции зависит от многих факторов: удельной поверхности адсорбента, объема пор, их распределения по размерам, а также от температуры проведения процесса. В качестве примера на рис. А.1 приведены виды типичных изотерм адсорбции для различных веществ, на рис. А.2 - изотермы адсорбции для одного вещества при различных температурах его проведения.

Рис. А.1 Изотермы адсорбции для различных веществ: 1 – выпуклая, 2 – вогнутая, 3 - линейная

Рис. А.2 Изотермы адсорбции для одного вещества при различных температурах: Т1<Т2<Т3

Адсорбция сопровождается уменьшением парциального давления поглощаемого компонента из газовой смеси и заметным выделением тепла. Поэтому, в соответствии с принципом Ле-Шателье, количество адсорбированного вещества возрастает с понижением температуры и повышением давления. Из этого следует, что повышение температуры и понижение давления отрицательно влияют на процесс адсорбции, способствуя десорбции поглощенного вещества из адсорбента.