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Modèle de freundlich adsorption

La reproductibilité des données utilisées pour générer le coefficient d`adsorption de Freundlich peut être jugée dans une certaine mesure au moyen du coefficient de détermination R2. Plus la valeur est proche de 1, plus les données utilisées pour calculer sont reproductibles. Dans la mesure du possible, les valeurs R2 doivent être supérieures à 0,9, montrant un bon degré de reproductibilité, donnant ainsi confiance aux données. Toutefois, à des valeurs d`adsorption extrêmement petites ou élevées, par exemple des valeurs KF supérieures à 50 ou inférieures à 0,5, la variabilité intrinsèque des données expérimentales dictera plus souvent que les valeurs R2 inférieures à ce qui doit être attendue. Pour une indication de la fiabilité des données, le lecteur est conseillé de toujours regarder l`isotherme d`adsorption linéaire visuellement, plutôt que d`utiliser simplement la valeur R2. Où KF est la constante de Freundlich, et 1/n est l`exposant de la non-linéarité (expliquée ci-dessous) pour tester la validité de l`isotherme freundlich, nous pouvons tracer le log x/m sur l`axe des ordonnées et le log P sur l`axe des abscisses. Si le tracé montre une ligne droite, alors l`isotherme freundlich est valide, sinon, il n`est pas. La pente de la ligne droite donne la valeur 1/n, tandis que l`intersection sur l`axe y donne la valeur de log k. La valeur 1/n dérivée de l`équation de Freundlich sert à décrire la linéarité de l`adsorption ou alternativement le degré de courbure des isothermes décrits ci-dessus dans la plage de concentration testée. La conséquence la plus importante de la non-linéarité isotherme du type freundlich avec 1/n < 1 est que la mobilité des produits chimiques à des concentrations très élevées sera sous-estimée par les valeurs KD ou KOC mesurées à des concentrations plus faibles. Expérimentalement il a été déterminé que l`ampleur de l`adsorption de gaz varie directement avec la pression et puis elle varie directement avec la pression soulevée à la puissance 1/n jusqu`à ce que la pression de saturation PS soit atteinte.

Au-delà de ce point, le taux d`adsorption saturent même après l`application d`une pression plus élevée. Ainsi, l`isotherme d`adsorption de Freundlich échoue à une pression plus élevée. L`équation ci-dessus est connue sous le nom d`équation d`adsorption de Freundlich. L`isotherme de Freundlich a été suivie de deux autres isothermes – l`isotherme d`adsorption de Langmuir et l`isotherme de l`adsorption de BET. L`isotherme de Langmuir supposait que l`adsorption était monocouche dans la nature alors que l`isotherme BET supposait qu`elle était multicouche. L`isotherme freundlich explique seulement approximativement le comportement de l`adsorption. La valeur de 1/n peut être comprise entre 0 et 1, donc l`équation ne tient bon que sur une plage de pression limitée. En 1909, le scientifique allemand freundlich a fourni une relation empirique entre la quantité de gaz adsorbée par une masse unitaire d`adsorbant solide et la pression à une température particulière. Il est exprimé en utilisant l`équation suivante – l`isotherme d`adsorption de Freundlich est mathématiquement exprimée en tant qu`isotherme d`adsorption est une courbe qui exprime la variation de la quantité de gaz adsorbé par l`adsorbant avec une pression à température constante. Les résultats expérimentaux supportent les deux conditions susmentionnées.

À haute pression, les isothermes expérimentaux semblent toujours approcher la saturation. L`isotherme freundlich n`explique pas cette observation et, par conséquent, échoue à haute pression. En supposant que le quasi-équilibre est atteint dans une expérience de boue, l`écart le plus couramment observé par rapport à l`équation 1 est une diminution progressive de KD avec une concentration d`équilibre chimique apparente croissante, ce qui donne une isotherme non linéaire avec un négatif Courbure.

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