Интенсивность адсорбции связана с величиной поверхности адсорбента – чем она больше, тем интенсивнее идет адсорбция. Также адсорбции способствует неоднородность поверхности твердого тела (наличие выступов, углублений, неровностей), так как на таких участках адсорбция идет более интенсивно. Такие участки поверхности адсорбента называют адсорбционные центры.
Параллельно с процессом адсорбции всегда протекает обратный процесс – десорбции – переход адсорбированного вещества с твердой поверхности в газовую или жидкую фазу. При равенстве скоростей этих двух процессов наступает равновесие, т.е. количество молекул адсорбированных на твердой поверхности равно количеству молекул перешедших в газовую или жидкую фазу. При этом концентрация газа (его давление) или раствора в окружающей среде и избыточная концентрация на поверхности твердого тела остаются постоянными.
На адсорбционное равновесие большое значение оказывает температура. С повышением температуры адсорбция уменьшается, так как возрастает интенсивность теплового движения молекул. Понижение температуры приводит к увеличению адсорбции. Поэтому адсорбционное равновесие всегда рассматривают при постоянной температуре. При адсорбции из растворов на равновесие будут оказывать влияние еще и природа адсорбента, растворителя и растворенного вещества.
Графическая зависимость адсорбции (Г) от концентрации (или давления)
выражается изотермой адсорбции (рисунок). На ней можно выделить три участка. В
области малых давлений или концентраций (участок 1) количество адсорбированного
газа или растворенного вещества растет пропорционально его давлению или
концентрации. При дальнейшем повышении
давления или концентрации количество адсорбированного вещества увеличивается,
но в меньшей степени (участок 2). При достаточно высоких давлениях и
концентрациях количество адсорбированного вещества почти не изменяется с
повышением давления или концентрации, и кривая становится почти параллельной
оси абсцисс (участок 3), что соответствует насыщению поверхности адсорбента
молекулами адсорбируемого вещества.
