Izoterma HJ

Izoterma Harkinsa-Jury, w skrócie izoterma HJ – rodzaj izotermy adsorpcji, która opisuje adsorpcję jako równowagę pomiędzy ciekłą błonką adsorbatu a jego parą. Nie jest stosowana dla niskich pokryć – jedynie w obszarze, gdy ilość adsorbatu na powierzchni adsorbentu jest na tyle duża, aby można mówić o cieczy (dwu- lub trójwymiarowej), a więc w obszarze tworzenia tzw. wielowarstwy odpowiadającym również obszarowi kondensacji kapilarnej w mezoporach.

$\ln \frac{p}{p_s}=B-\frac{A}{a^2},$

gdzie:

$A,B$ – stałe empiryczne,

$p$ – ciśnienie pary adsorbatu,

$p_s$ – ciśnienie pary nasyconej adsorbatu,

$a$ – wielkość adsorpcji (często oznaczana też $v$ – wówczas podawana jest jako ilość adsorbatu w przeliczeniu na stan gazowy, z reguły w warunkach normalnych, co oznaczane jest często literami STP).

UWAGA. W podanych równaniach bardzo często stosuje się zamiast logarytmów naturalnych logarytmy dziesiętne!

Izoterma HJ jest często podawana w formie tzw. krzywej $t$ (ang. t-curve):

$t=t_m{\left(\frac{A^{\prime }}{B-ln(x)}\right)}^{1/2},$

gdzie:

$t$ – statystyczna grubość warstwy adsorbatu,

$t_m$ – grubość monowarstwy,

$x=p/p_s$ – tzw. ciśnienie względne.

Zaletą tej izotermy jest łatwość dopasowania do danych doświadczalnych, dane doświadczalne przedstawia się w prostych współrzędnych liniowych:

$\ln p=(B+\ln p_s)-A\left(\frac{1}{a^2}\right),$

gdzie $a$ i $p$ są bezpośrednio dostępne z pomiaru.

Izoterma HJ jest często wykorzystywana przy obliczaniu rozkładu porów adsorbentów na podstawie analizy izoterm adsorpcji i desorpcji azotu w temperaturze ciekłego azotu w tzw. metodzie BJH. Zamiast izotermy HJ używa się czasami także izotermy Halseya (inaczej izoterma Frenkela-Halseya-Hilla).