Penyebab adsorpsi alumina aktif
Alasan mengapa ia memiliki kapasitas adsorpsi adalah karena permukaannya memiliki energi berlebih - disebut"energi bebas permukaan" (juga dikenal sebagai"medan gaya bebas permukaan atau medan gravitasi permukaan"). Sifat-sifat molekul di lapisan permukaan suatu benda berbeda dengan di bagian dalam. Pada Gambar 1, XY adalah antarmuka cair-gas, a adalah molekul dalam cairan, dan B adalah molekul pada lapisan permukaan. Dapat dilihat bahwa a ditarik oleh molekul-molekul di sekitarnya, dan gayanya sama ke segala arah, dan gaya resultannya adalah nol. Di satu sisi, ia tertarik oleh molekul di dalam cairan; Di sisi lain, ia tertarik oleh molekul gas di luar cairan. Karena kerapatan gas jauh lebih kecil daripada kerapatan cairan, gaya tarik gravitasinya terhadap molekul B dapat dihilangkan. Oleh karena itu, dapat dianggap bahwa molekul-molekul pada lapisan permukaan hanya tertarik oleh molekul-molekul dalam cairan, dan arah gaya resultan tegak lurus terhadap permukaan cairan dan menunjuk ke bagian dalam cairan, sehingga cairan memiliki kecenderungan. mengurangi luas permukaan dan energi potensial sebanyak mungkin. Alasan mengapa tren ini tidak dapat berlanjut adalah karena ada gaya pada permukaan cairan terhadap pengurangan luas permukaannya, yaitu"tegangan permukaan". Adanya tegangan permukaan membuat molekul-molekul lapisan permukaan memiliki energi yang lebih besar daripada molekul internal. Kelebihan energi ini disebut"energi bebas permukaan".
Faktanya, alasan adsorpsi alumina teraktivasi tidak hanya tegangan permukaan pada antarmuka cair-gas, tetapi juga tegangan antarmuka"tegangan antarmuka" dengan sifat yang sama dalam sistem apa pun yang dapat membentuk antarmuka (seperti antarmuka padat-gas dan antarmuka padat-cair). Penurunan tegangan permukaan adalah alasan termodinamika untuk adsorpsi.