BET izoterma

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Prejsť na: navigácia, hľadanie
Fyzikálna adsorpcia molekúl vo viacerých vrstvách, pre ktorú platí izoterma BET.

BET izoterma (alebo adsorpčná izoterma BET) je matematický vzťah, ktorý kvantitatívne popisuje fyzikálnu adsorpciu plynov na tuhých adsorbentoch pri izotermických podmienkach. Rovnicu odvodili prepracovaním Langmuirovej izotermy v rokoch 19351940 Stephen Brunauer, Paul H. Emmett a Edward Teller, podľa ktorých dostala aj názov (Braunauer, Emmett, Teller — BET).

Odvodenie[upraviť | upraviť zdroj]

Odvodenie BET izotermy je pomerne zložité, vychádza z Langmuirovej izotermy, ktorá však platí len pre chemisorpciu (molekuly sú na povrchu len v jednej vrstve). BET izoterma je vhodná na popis fyzikálnej adsorpcie, pretože zahŕňa aj možnosť adsorpcie molekúl v mnohých vrstvách. Schématicky možno zapísať:

A(g) + S ↔ AS (prvá vrstva)
A(g) + AS ↔ A2S (druhá vrstva)
A(g) + A2S ↔ A3S atď.
  • A(g) — adsorbovaná molekula plynu
  • S — povrch adsorbenta

BET izoterma je v podstate aplikáciou Langmuirovej izotermy na každú vrstvu samostatne. Samotná BET izoterma má následujúcu podobu:

a = a_\mathrm{m}\frac{Cp_\mathrm{r}}{(1-p_\mathrm{r})\big(1+p_\mathrm{r}(C-1)\big)} \qquad C=\exp\left(\frac{q_\mathrm{a}-q_\mathrm{k}}{RT} \right)
  • a — adsorbované množstvo na jednotkovú hmotnosť adsorbentu
  • pr — relatívny tlak (podiel rovnovážneho tlaku a tlaku pár adsorbátu (t. j. plynu)
  • am — množstvo adsorbátu, ktorý vytvorí úplnú monomolekulovú vrstvu na adsorbente jednotkovej hmotnosti
  • R — univerzálna plynová konštanta (R = 8,314 J/(K.mol))
  • Tteplota, pri ktorej sa adsorpcia uskutočnila
  • qa — adsorpčné teplo
  • qk — kondenzačné teplo

Pri adsorpcii na prvú vrstvu sa uvoľňuje adsorpčné teplo a pri adsorpcii na všetky ostatné vrstvy už teplo kondenzačné.

Aplikácia[upraviť | upraviť zdroj]

Izoterma BET sa často pužíva na stanovenie povrchu adsorbentov a katalyzátorov, pri ktorých je aktívny povrch dôležitým ukazovateľom kvality. Napríklad aktívne uhlie, ktoré je silným adsorbentom pre molekuly dusíka má na 1 gram aktívny povrch približne 3 000 metrov štvorcových.

Pozri aj[upraviť | upraviť zdroj]