質問: i型吸着等温線(iupac)における正しい理論の適用 i型吸着等温線(iupac)において(といっても理論の詳細についてはまだまだ勉強不足なんですが)表面積を求める場合、betかlangmuirのどちらを用いて計算した方が正しいのでしょうか?また、その理由はどうしてでしょうか? あまり専門知識がないので、簡単な言葉で教えていただけると大変ありがたいです。友人にはbet理論が正しいと言われたのですが、理由を聞いてもいまいちよく分かりませんでした。 よろしくお願いします。
回答: まず、二つのモデルの勉強をするのが先です。 そうでないと、ここで回答をしてもらっても理解できないはずです。 (大学生だと思います。勉強しなさい!!!・・・笑) 2つのモデルは基本的に同じモデルです。ただ、多層になるのがbet。単層がlangmuir。(基本的な仮定は勉強してください。物理化学の本に分りやすく書いてあります) では、どちらがより実在に近いか。状況によります。 どんな物質の表面積を求めるかも分りませんし、吸着物質も何だか分りませんので話しにくいですが、おそらく多孔性物質であり、窒素の吸着だと仮定します。 そうであれば、特にたいした理由も無く一般的にはbetで測定します。多層で吸着していると考えるのはまぁ妥当であるし、それならlangmuirよりはまともだろう、という程度の理由です。 しかしです。複雑な立体構造を持っている表面に窒素分子の吸着を想像してください。 窒素分子よりも十分に大きい細孔面では(平面と考えられる面)割と理論的なデータが得られるかもしれませんが、窒素分子の大きさと同程度の細孔の面積に関してはどのように考えるかです。表面積には窒素分子の投影面積を使うことになっていますが、窒素分子が丁度通ることの出来るような細孔でも同じように考えています。これで真の面積が測定できるでしょうか。しかもこのような細孔の面積はかなり大きな部分を占めてしまいます。。。もっと勉強すると毛管凝縮などのことも出てくると思いますが、その辺のことも吸着物質と同程度の大きさの細孔はどう考えるか。。。とても複雑なのです。 なので、bet法で測定しようがどのようなモデルで測定しようが、求められるのは「有効表面積」です。真の表面積ではありません。このような意味で、langmuir法の方が目的にあった面積が求められる場合があります。私は液相吸着を主に扱っていますが、langmuirで有効表面積を求めた論文も書いています。