Адсорбція – це процес самочинної зміни концентрації одного з компонентів гетерогенної системи на поверхні поділу фаз.
Адсорбція може відбуватись на межі поділу різних гетерогенних систем: газ–тверде тіло, розчин–тверде тіло та газ–розчин. Величина адсорбції залежить від структури, питомої поверхні твердого адсорбенту, концентрації або тиску адсорбтиву, температури та інших чинників.
Тверді адсорбенти повинні мати велику питому поверхню
, (1.1)
де – це поверхня 1 г адсорбенту, м2/г; – cумарна поверхня даної маси (m) адсорбенту, м2.
Питома поверхня твердого адсорбенту, який адсорбує газ, може бути розрахована за рівнянням
, (1.2)
де – об¢єм газу, який повністю заповнює поверхню 1 г адсорбенту, м3; – число Авогадро, яке дорівнює 6,02.1023 молекул/моль; m– маса адсорбенту, г; 22,4.10-3 – об¢єм 1 моль газу, м3; S0 – площа, яку займає 1 молекула адсорбтиву, м2.
S0 = , (1.3)
де - гранична адсорбція, моль/м2.
Кількісна залежність величини адсорбції від тиску або концентрації газу виражається ізотермою адсорбції Ленгмюра
, (1.4)
або , (1.5)
де – величина адсорбції, що показує кількість речовини, адсорбованої одиницею поверхні адсорбенту або одиницею маси адсорбенту, кмоль/м3 (кмоль/г);- величина граничної адсорбції, що показує кількість речовини, адсорбованої одиницею поверхні або одиницею маси адсорбенту, яка відповідає повному заповненню усіх активних центрів, кмоль/м2(кмоль/г); – рівноважний парціальний тиск адсорбтиву, Па; – рівноважна концентрація адсорбтиву, кмоль/м3; – константа адсорбційної рівноваги, м3×Па/кмоль.
Гранична адсорбція та константа адсорбційної рівноваги залежить від природи компонентів системи і не залежить від тиску (концентрації) адсорбтиву і температури.