Langmuirova izoterma

Langmuirova izoterma alebo Langmuirova rovnica alebo Langmuirova adsorpčná rovnica je vzťah, ktorý kvantitatívne popisuje rovnováhu pri adsorpcii molekúl na povrch tuhého adsorbenta pri izotermických podmienkach. 

Ide o matematické vyjadrenie závislosti množstva adsorbovanej látky od jej parciálneho tlaku resp. koncentrácie. Vzťah odvodil v roku 1916 americký fyzik I. Langmuir.  

 Odvodenie 
Pri odvodení aj sám Langmuir predpokladal, že:
 molekuly sa na adsorbent viažu len v jednej vrstve
 jednotlivé adsorpčné miesta sú energeticky rovnocenné
 pri rovnováhe sa rýchlosť adsorpcie rovná rýchlosti desorpcie.
Odvodenie Langmuirovej izotermy vychádza z chemickej rovnováhy na povrchu adsorbentu, kde prebieha jeho reakcia s adsorbovanými molekulami:

Rovnovážna konštanta K pri adsorpcii:

Túto rovnovážnu konštantu možno po niekoľkých úpravách použiť už priamo v Langmuirovej izoterme, pričom:
270px|thumb|Povrch adsorbenta úplne pokrytý monomolekulovou vrstvou.
 [S—M] je úmerné množstvu naviazaných (už adsorbovaných) molekúl ()
 [S—*] je úmerné počtu voľných miest na adsorbente ()
 [M(g)] je úmerné tlaku resp. koncentrácii adsorbovanej zložky ()
Upravená rovnovážna konštanta:

 a — množstvo adsorbovanej látky (obyčajne hmotnosť, pri plynoch objem) vzťahovaný na jednotkovú hmotnosť adsorbenta
A samotná Langmuirova izoterma má nasledujúcu podobu:

 b — adsorpčný koeficient podľa Langmuira
 am — maximálne adsorbovatelné množstvo látky pri daných podmienkach, ktoré sa zistí experimentálne
 p — tlak adsorbovanej zložky

 Aplikácia 
Langmuirova izoterma platí aj pre vysokú teplotu a tlak (má širšiu platnosť než Freundlichova izoterma, ktorá platí len pre nížšie teploty a tlaky). Najväčší význam ná Langmuirova izoterma pri kontaktnej katalýze a pri adsorpčnej plynovej a kvapalinovej chromatografii.

 Pozri aj 

 Adsorpcia
 BET izoterma
 Freundlichova izoterma

Kategória:Termodynamika