吸着の種類
- 物理吸着：弱いファンデルワールス引力によるもので、吸着熱が小さく（おおよそ20～40 kJ/mol）、多分子層も可能で、可逆的です。
- 化学吸着：表面との化学結合によるもので、吸着熱が大きく、単分子層で、選択的です。ハーバー・ボッシュ法における触媒作用が典型例です。
吸着は表面への集積であり、内部に取り込まれる吸収とは区別されます。
ラングミュアの吸着等温式
アーヴィング・ラングミュア（1918）は、(1) エネルギー的に同一なサイトが一定数あり、(2) 一つのサイトに一分子が吸着して単分子層をつくり、(3) 吸着分子間に相互作用がない、と仮定しました。吸着速度と脱着速度を等しいとおくと、被覆率 θ = KP/(1+KP) が得られます。低圧では圧力に比例し、高圧では飽和（1）に近づきます。溶液中では q = qmaxKC/(1+KC) となり、C/q を C に対してプロットすると直線が得られ、そこから最大吸着量が求められます。
その他の吸着等温式
- フロイントリッヒ：q = K C1/n。不均一な表面に対する経験式
- BET（1938）：多分子層の物理吸着。窒素吸着による表面積測定に用いられます
応用
活性炭による水処理、ゼオライトによる気体分離、不均一系触媒、そしてキトサンなどの材料による重金属除去（キレートと並ぶ）は、データをラングミュア式やフロイントリッヒ式に当てはめて解析されます。
参考文献
- Langmuir, I. (1918). The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica and platinum. Journal of the American Chemical Society, 40(9), 1361-1403.
- Brunauer, S., Emmett, P. H., & Teller, E. (1938). Adsorption of gases in multimolecular layers. Journal of the American Chemical Society, 60(2), 309-319.
- Freundlich, H. (1906). Über die Adsorption in Lösungen. Zeitschrift für Physikalische Chemie, 57, 385-470.
- Atkins, P., & de Paula, J. (2014). Physical Chemistry (10th ed.). Oxford University Press.