Dimeryzacja molekuł w wielowarstwowej fazie adsorpcyjnej na homogenicznych powierzchni stałego adsorbentu

Kontynuując dyskusję nad opisem asocjacji adsorbat-adsorbat na homogenicznych powierzchniach ciał stałych podjęto próbę sformułowania analitycznej postaci równania adsorpcji dla wielowarstwowej fazy adsorpcyjnej. Przedyskutowano zasadność założenia Berezina i Kiselewa na temat niezależności adsorpcji w warstwach dalszych od modelu zjawiska w pierwszej z nich. Wykazano zasadniczą słuszność tego założenia uwalniając je równocześnie od arbitralnego charakteru. Jako zasadniczy cel pracy przyjęto wykazanie możliwości sformułowania opisu zakładającego asocjację molekuł w całej fazie adsorpcyjnej (a nie tylko w pierwszej warstwie). Rozważania teoretyczne ograniczono do przypadku dimeryzacji w zakresie koncentracji usprawiedliwiającym przybliżenie właściwe modelowi Berezina i Kiselewa. Otrzymane finalne równanie adsorpcji wykazuje fizycznie akceptowalne właściwości brzegowe; przy odpowiednich założeniach sprowadza się do równania Brunauera, Emmetta i Tellera, równania sformułowanego wcześniej przez jednego z autorów niniejszej pracy lub równania Langmuira.

Continuing the discussion on the description of adsorbate-adsorbate association on homogeneous surfaces of solids, an attempt was made to formulate an analytical form of adsorption equation for a multilayer adsorption phase. The validity of Berezin's and Kiselev's assumptions concerning the independence of adsorption in further layers from the model of the phenomenon in the first of them was discussed. The fundamental validity of this assumption has been demonstrated, simultaneously ridding it of its arbitrary character. The main aim of the study was to demonstrate the possibility of formulating a description assuming molecule association in the entire adsorption phase (and not only in the first layer). Theoretical considerations are confined to the case of dimerisation in the concentration range thus warranting the approximation characteristic of the Berezin and Kiselev model. The obtained final adsorption equation exhibits physically acceptable boundary properties; with adequate assumptions it amounts to the Brunauer, Emmett and Teller equation, the equation formulated earlier by one of the authors of this paper or the Langmuir equation.