Tại nhiệt độ không đổi, khả năng hấp phụ của một chất rắn (q) tăng lên khi nồng độ của chất hấp phụ (C) tăng lên. Mối quan hệ giữa q và C (ở trạng thái cân bằng) được gọi là đẳng nhiệt hấp phụ.
33
Để có q = f(C) thì hệ hấp phụ phải có đủ thời gian lập cân bằng hấp phụ, về lý thuyết thời gian là dài vô hạn trong thực tiễn thì nồng độ chất bị hấp phụ ở cả pha lỏng lẫn trong chất hấp phụ không thay đổi.
Trong thí nghiệm ở trạng thái tĩnh có thể xác định khả năng hấp phụ q:
qe = (C0 C Ve).
m
(1.18)
hoặc có thể tính theo phần trăm dung lượng bị hấp phụ
H%= .100 (1.19)
Trong đó:
C0 và Ce: là nồng độ chất bị hấp phụ ban đầu và ở trạng thái cân bằng (mg/l) V: là thể tích dung dịch (l)
m: là khối lượng của chất hấp phụ (g)
Sự hấp phụ thường được đánh giá bằng dung lượng hấp phụ qt (là lượng chất bị hấp phụ trong một đơn vị khối lượng chất hấp phụ). Dung lượng hấp phụ qt là một hàm của 2 thông số: nhiệt độ và áp suất. Giản đồ hấp phụ được biểu diễn theo các đường đẳng nhiệt T=const và đẳng áp P = const. Thông thường đường đẳng nhiệt hấp phụ được sử dụng nhiều hơn.
Các đặc điểm cần chú ý trong hấp phụ:
Khả năng hấp phụ của một chất hấp phụ cho biết khối lượng chất hấp phụ cần thiết phải sử dụng hay thời gian hoạt động của sản phẩm thu được cho một chu kỳ hoạt động.
Tốc độ hấp phụ cho phép định lượng quy mô, độ lớn của thiết bị để đạt tới chất lượng của sản phẩm như mong muốn.
Tốc độ hấp phụ trên các chất hấp phụ không xốp thường lớn và do đó thường khó xác định. Trong nhiều trường hợp chất hấp phụ bão hòa đạt được ngay sau 10 – 20s, trong đó 90 – 95% chất bị hấp phụ liên kết với chất bị hấp phụ chỉ trong 1 – 2s đầu. Thực tế cho rằng, tốc độ hấp phụ là tốc độ mà chất bị hấp phụ đến được bề mặt chất hấp phụ, tức tốc độ khuếch tán.
34
Cấu tạo chất hấp phụ. Chất hấp phụ thường xốp và để các phân tử chất bị hấp
phụ chui vào lỗ xốp cần có thời gian.
Hấp phụ vật lý kèm theo hấp phụ hóa học, nên cần thời gian dài hơn. Trên bề mặt chất hấp phụ còn không khí học hơi nước hấp phụ.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ:
Bản chất của chất hấp phụ. Nhiệt độ môi trường. Áp suất.
Nồng độ chất hấp phụ, chất bị hấp phụ. Thời gian tiếp xúc của các pha.
Trong quá trình hấp phụ, khả năng hấp phụ của một chất rắn tăng lên khi nồng độ chất hấp phụ lớn lên (nhiệt độ không đổi).