Calculadora da isoterma de Langmuir

A isoterma de adsorção de Langmuir relaciona quanto da superfície sólida é ocupado, no equilíbrio, por moléculas de gás ou de soluto com a pressão parcial desse adsorbato. No modelo clássico de monocamada, a cobertura fracionária θ é igual a K vezes P dividido por um mais K vezes P, em que K é a constante de adsorção de Langmuir e P é a pressão parcial. Esta calculadora devolve essa cobertura adimensional a partir desses dois números, junto com o produto KP e a fração desocupada 1 − θ, para que você veja ao mesmo tempo sítios ocupados e vagos sem uma segunda ferramenta. Pressão zero ou K zero produzem corretamente cobertura zero.

O que a isoterma de Langmuir significa e o que a resposta contém

A isoterma de adsorção de Langmuir é a relação de equilíbrio entre a pressão parcial de um adsorbato e a fração de sítios superficiais que essa espécie ocupa sobre um sólido. Irving Langmuir obteve-a igualando a velocidade de adsorção em sítios vagos à velocidade de dessorção a partir de sítios ocupados, sob as hipóteses de uma monocamada, sítios equivalentes e ausência de interações laterais entre vizinhos.

No estado estacionário esse balanço se reduz a θ igual a K P dividido por um mais K P, em que θ é a cobertura fracionária (sítios ocupados sobre sítios totais), P é a pressão parcial do adsorbato e K é a constante de adsorção de Langmuir, cujo recíproco é a pressão que daria meia cobertura.

A cobertura é adimensional e permanece no intervalo fechado a partir de zero inclusive em direção a um para qualquer K e P finitos não negativos; só se aproxima de um quando o produto K P cresce sem limite. Não há ajuste de curvas de dados experimentais de isoterma, nem correção multicamada BET, nem lei de potência de Freundlich, nem conversão de van’t Hoff de K a partir da entalpia de adsorção. Negativos não físicos falham em vez de se enrolar numa cobertura fora de zero a um.

Onde a cobertura fracionária de Langmuir aparece no estudo, no laboratório e na planta

Cursos de química de superfícies e de catálise heterogênea propõem exercícios de Langmuir que convertem uma constante de adsorção tabelada e uma pressão parcial de gás em ocupação de sítios antes de os estudantes discutirem leis de velocidade que já pressupõem um termo dependente da cobertura. Professores podem gerar com antecedência gabaritos para parâmetros modestos sem confiar em aplicativos opacos que misturam em silêncio fórmulas multicamada BET ou deixam K na unidade inversa errada.

Engenheiros de catálise e de materiais usam o mesmo contrato como verificação rápida de sanidade antes de modelos microcinéticos completos, confirmando que uma K publicada e uma pressão parcial de processo produzem uma ocupação de monocamada plausível, e não um θ acidental maior que um por um erro de sinal.

Sites de conteúdo que ranqueiam por calculadora de isoterma de Langmuir, cobertura fracionária teta KP sobre um mais KP, ou constante de adsorção de Langmuir a partir da pressão parcial se beneficiam de uma ferramenta gratuita ao vivo cuja aritmética coincide byte a byte com o caminho de automação pago. Esta página não é um destino de área superficial BET nem uma página de solubilidade pela lei de Henry: a intenção de busca é a cobertura fracionária de monocamada a partir de P e K. Entrada inválida não é cobrada.

Mantenha as solicitações pequenas, fixe o campo coverage arredondado nos testes e você terá ocupação de Langmuir reproduzível para plugins de LMS, workers de borda e cadernos de laboratório, sem montar um ajustador completo de isotermas.