Nadmiar powierzchniowy w adsorpcji
Nadmiar powierzchniowy, znany także jako nadmiar adsorpcyjny, to ilość adsorbatu, która przemieściła się z tzw. „fazy objętościowej” do „fazy powierzchniowej”. Faza powierzchniowa obejmuje strefę, w której działają siły adsorpcyjne, ale nie ma ściśle określonej grubości, zazwyczaj ograniczając się do kilku średnic cząsteczek adsorbatu.
W sytuacjach, gdy gęstość adsorbatu w fazie objętościowej jest niewielka w porównaniu do gęstości w fazie powierzchniowej, można skupić się jedynie na ilości adsorbatu w fazie powierzchniowej. W przeciwnym razie, gdy gęstości są porównywalne, konieczne jest badanie nadmiaru powierzchniowego, który jest proporcjonalny do różnicy gęstości adsorbatu w obu fazach.
Rodzaje nadmiaru powierzchniowego
- Adsorpcja dodatnia: Wzrost gęstości adsorbatu przy powierzchni adsorbentu.
- Adsorpcja ujemna: Spadek gęstości adsorbatu w porównaniu z fazą objętościową.
W kontekście analizy adsorpcji, najczęściej odnosi się do ilości zaadsorbowanego adsorbatu, jednak kluczową mierzalną wielkością jest nadmiar powierzchniowy. Analizy te są często oparte na izotermach adsorpcji, z najpopularniejszą izotermą Everetta, która charakteryzuje się prostą postacią liniową, umożliwiającą łatwe wyznaczenie jej parametrów. Jeśli dane eksperymentalne są liniowe w kontekście równania Everetta, oznacza to, że układ doświadczalny spełnia teoretyczne założenia izotermy.
Izoterma Everetta zakłada monowarstwowość adsorpcji oraz homogeniczność powierzchni adsorbentu, co jest istotne dla prawidłowej interpretacji wyników badań nad adsorpcją.
Podsumowanie
Nadmiar powierzchniowy jest kluczowym pojęciem w badaniach nad adsorpcją, które pozwala zrozumieć różnice w gęstości adsorbatu pomiędzy fazami. Analiza ta opiera się na izotermach adsorpcji, co umożliwia dokładne określenie parametrów adsorpcji w różnych warunkach.
