吸着现象吸着とは.PDF

第4章 吸着現象 吸着とは [広義] ：固液界面近傍における溶質の蓄積 物理吸着 比較的弱いLondon -van der Waals 力に physical よる吸着（例：有機化合物の土壌粒子表 adsorption 面への吸着） 静電吸着 溶液中のイオンが反対電荷の表面に引 electrostatic き付けられる場合の吸着 adsorption (例：粘土鉱物の層間陽イオンと珪酸） 化学吸着 固体表面の原子（または原子団）と溶質 chemical 分子との間に化学結合がある場合 adsorption 吸着力の特徴 • 分子間力（London -van der Waals 力） – より強いが、到達距離が短い • Coulomb力 – より弱いが、到達距離が長い • 化学結合力 – 分子間力よりさらに強く、分子内の結合 天然水において吸着現象はなぜ重要なのか？ • 天然水中の重金属濃度は、一般に固相に対して 飽和状態と考えられる濃度よりはるかに低い • その理由は、たいていの場合、Fe, Mn酸化物あ るいはオキシ水酸化物のような固相への吸着が 起こっているためである • 地下水や土壌中の重金属の移動を議論するに は、吸着プロセスのモデル化が必要になることが ある 吸着現象をあらわす式 • 線形吸着等温式 • Freundlich 吸着等温式 • Langmuir 吸着等温式 線形吸着等温式 Linear isotherm もっとも単純な吸着等温式、経験則 m = K m i(ads) d i(soln) mi(ads) : 固相に吸着している化学種i の濃度（mole/kg) mi(soln) : 溶液中の化学種i の濃度（mole/L) K : 線形分布係数[L/kg] d Linear distribution coefficient 化学輸送をとりこむ水理学モデル によくつかわれる Freundlich 吸着等温式 Freundlich isotherm 実験式 m = K m n i(ads) f i (soln) mi(ads) : 固相に吸着している化学種iの濃度（mole/kg) mi(soln) : 溶液中の化学種iの濃度（mole/L) K increase f n: 定数（＜１） n increase K : Freundlich係数 f K decrease f n decrease Langmuir 吸着等温式 Langmuir isotherm 理論式 前提 均一な表面で、一定数の吸着点がある 各吸着点には１個の分子だけが吸着できる 異なる吸着点に吸着された分子同士の相互作用はない