Adsorptionsisothermen I

Typ-I-Adsorptionsisothermen beschreiben die Chemisorption und beziehen die Menge der adsorbierten Moleküle auf den Druck bei konstanter Temperatur.

Nach der Langmuir-Isotherme für nicht-dissoziative Adsorption bildet das Adsorbat eine reversible Monoschicht auf identischen Oberflächenstellen, die nicht miteinander interagieren.

Betrachten wir Gas, A adsorbiert reversibel auf Oberfläche M, wobei die Adsorption durch die Geschwindigkeitskonstante k_a und die Desorption durch k_d bestimmt wird. Die Adsorptionsrate hängt vom Druck und der Anzahl der freistehenden Standorte ab, während die Desorptionsrate von der Anzahl der besetzten Standorte abhängt.

Im Gleichgewicht ergibt sich die Gleichsetzung dieser Raten zur Langmuir-Gleichung, die die Fraktionsabdeckung mit dem Druck durch den Parameter α – das Verhältnis der Adsorptions- und Desorptionsratenkonstanten – verknüpft.

Die modifizierte Langmuir-Isotherme erklärt die dissoziative Adsorption, bei der diatomische Moleküle in Atome dissoziieren und separate Stellen auf der adsorbenten Oberfläche einnehmen. Im Gleichgewicht ergibt das Gleichsetzen der Adsorptions- und Desorptionsraten sowie die Umordnung des Ausdrucks die modifizierte Langmuir-Gleichung.

In beiden Modellen nimmt die fraktionierte Abdeckung bei niedrigen Drücken linear an und erreicht die Sättigung nur bei sehr hohen Drücken, wo die meisten Oberflächenstellen besetzt sind.