等溫吸附：
定義：
一定溫度下，受吸附質的吸附量與吸附劑之間的平衡濃度或活 度間的相關性
。四種等溫吸附形態：
S：在低濃度時，受吸附質與表面的親和力低，隨著濃度增加，親和力快速增加，
但也漸趨飽和。
L：朗穆爾吸附，在低濃度時，受吸附質與表面的親和力高，隨著濃度增加，親 和力漸減而達飽和。
H：強親和力的吸附行為，如內圈錯合物。
C：分配機制(partitioning mechanism)，溶質與溶劑或受吸附質間無特殊的鍵 結。
小品文章：擦亮路牌的人 方塊 5.2
分配機制：線性等溫吸附，可行脫附作用，受溫度效應較小，也缺少競爭作用(不 影響另一受吸附質的吸附)。
q(mg/kg)=Kp(L/kg)¯ C(mg/L) Kp=Koc¯foc
Koc：溶質在有機碳和水之間的分配係數。
foc：土壤中有機碳的重量比
吸附平衡模式：用以說明土壤表面的吸附現象
Freundlich equation:早先是用以說明氣相物質的吸附，但後來被廣泛的用於 土壤化學的經驗吸附模式
n dC K q
1
=
Kd:分佈係數，假設在均勻表面的吸附能量相同，且與表面覆蓋率無關。
n：修正因子
if n=1, then Kd =Kp
n C K 兩邊同取 q
C K
q d n d 1log
log log
log
1
+
=
⇒
⇒
=
以log q和log C作圖(Y=A+BX)可求得斜率 1/n，截距log Kd (原圖 5.10)
Langmuir equation:早先(1918)是用以說明氣體分子在平面表面的吸附，後 於 1956 年被用以解釋磷酸根在土壤中的吸附。之後，廣泛用以描述膠體在 表面的吸持。如同 Freundlich equation，可解釋低濃度的吸持。
推導時的假設：
1． 吸附發生於平面表面，且表面具有一定數目、相同的吸附位置、且 每一吸附位置僅能吸附一個分子。所以最大吸附量是單層吸附。
2． 吸附反應是可逆的。
3． 表面吸附的分子不會有表面移動現象。
4． 每一吸附位置的吸附能量相同，被吸附的分子間無相互作用，且與 表面覆蓋率無關。
以上假設並無適用於一般的土壤，因此僅做為定量的描述之用。
kC 1 q kCb
= +
k：與鍵結強度有關的常數。
b：最大吸附量(單層吸附)
b C kb q 同乘C C kCb
kC kCb 倒數 q
kC
q kCb ⇒ = + ⇒ = +
= + 1
) 1 (
)1 1 (
以 C/q 和 C 作圖可求得斜率 1/b，截距 1/kb (原圖 5.11)
1. 若吸附所測得的數據符合朗穆爾方程式，則表示是吸附機制。
2. 若有所偏離，則意味著沉澱或其他的機制。
5-16
3. 但也有研究指出沉澱機制也能以朗穆爾方程式描述，故反應機制僅從單一模 式解釋並不適合。
4. 最大吸附量可作為不同土壤間的定量比較。
補充資料：
1. Freundlich Equation
n F
C K q
=
1 (2-1)q：平衡濃度下之飽和吸附量 (mg/g)。
C：吸附質之平衡濃度。
KF、n：經驗常數，主要與吸附劑和吸附質的性質與溫度有關。
n > 1 時，吸附劑為有利性吸附 (favorable adsorption)。
n = 1 時，吸附劑為線性吸附 (linear adsorption)。
n < 1 時，吸附劑為不利性吸附 (unfavorable adsorption)。
從式中可得知，當平衡濃度提高時，相對的飽和吸附量也會增加，然而 此情況於高濃度下，會產生誤差。所以 Freundlich 不適合應用於高濃 度的吸附探討。
2. Langmuir Equation
Langmuir 吸附模式之基本假設：
(1) 吸附劑表面有無數個分布均勻的活性基位 (active site)，且每一 個基位只能吸附一個分子。
(2) 各吸附基位對各吸附質的親和力相同。
(3) 吸附劑表面單分子層之最大吸附容量即為飽和吸附量。
(4) 以吸附之分子不會脫附，且彼此間無相互作用存在。
然而有許多的假設對土壤不均勻的表面並不確實，容易造成 Langmuir 誤差，因此在土壤方面純粹以定性為目的。
基於上述的假設下，Langmuir 之方程式為：
5-17
) 1
( K C Cb q K
L L
= +
(2-2) q：平衡濃度下之飽和吸附量 (mg/g)。KL：吸附平衡常數，主要與吸附劑和吸附質的性質與溫度有關。
C：吸附質之平衡濃度。
b：最大吸附量 (mg/mg)。
3. BET (Brunauer-Emmett-Teller) Equation
BET 吸附模式較常用於氣體吸附，跟 Langmuir 的不同之處在於 BET 屬 於多層吸附，即是最大吸附量並非表面覆蓋一層而已。事實上，在被吸 附物質的蒸氣壓接近飽和蒸氣壓時，吸附量常有明顯增加的趨勢。
BET 方程式表示如下：
( ) ( )
− +
=
0 0
0
1 P
P P K
P Qe KQ
(2-3)
K：吸附常數。
Qe：單位土壤吸附量。
Q0：單層飽和吸附量。
P：吸附物質的蒸氣壓。
P0：吸附物質飽和蒸氣壓。
