Адсорбция представляет собой концентрирование вещества на поверхности раздела фаз.

Адсорбция - самопроизвольный процесс, а всякому самопроизвольному процессу при P,T=const отвечает условие ∆G<0. Энтропия также уменьшается (∆S<0), т.к. при адсорбции ограничивается свобода движения молекул: в объемной фазе они движутся в трех направлениях, а на поверхности - в двух. Из приведенного уравнения следует, что энтальпия адсорбции должна иметь тот же знак, т.е. ∆Н<0. Таким образом, адсорбция - экзотермический процесс.

Вещество, на поверхности которого происходит адсорбция ‒ адсорбент, а поглощаемое из объемной фазы вещество - адсорбат.

Адсорбент поглощает из объемной фазы тем больше вещества, чем больше развита его поверхность. Поверхность, приходящаяся на 1 г адсорбента, называют удельной поверхностью. Величина удельной поверхности у различных адсорбентов может быть весьма различной. Непористые тела имеют удельную поверхность от нескольких м²/г до сотен м²/г. Большое увеличение поверхности связано обычно с наличием в твердом теле узких пор. Примерами таких высокодисперсных пористых тел с удельной поверхностью до нескольких тысяч м²/г являются активированный уголь и силикагель. Для каждой концентрации адсорбата в окружающей среде существует состояние адсорбционного равновесия, аналогичное равновесию между испарением и конденсацией. Адсорбционное равновесие - это динимическое равновесие которое  наступает тогда, когда скорость процесса адсорбции равна скорости обратного процесса десорбции.

Количественно адсорбция может быть выражена величиною а, представляющей собой количество адсорбата, находящегося в объеме адсорбционного слоя, отвечающего единице массы адсорбента (моль/г).

Различают физическую и химическую адсорбцию. В первом случае адсорбционные силы имеют ту же природу, что и межмолекулярные силы. Физическая адсорбция всегда обратима. При химической адсорбции адсорбционные силы имеют химическую природу. Хемосорбция обычно необратима. При химической адсорбции молекулы адсорбата, связанные с адсорбентом прочными химическими связями, не могут перемещаться по поверхности адсорбента. Это случай локализованной адсорбции. В отличие от этого при физической адсорбции могут иметь место как нелокализованная адсорбция, когда молекулы адсорбата способны передвигаться по поверхности адсорбента, так и локализованная. Локализованная физическая адсорбция объясняется тем, что поверхность адсорбента состоит из различных атомов, ионов или молекул, по-разному взаимодействующих с молекулами адсорбата. Т.е., для перемещения по поверхности молекулам адсорбата необходимо преодолевать различные потенциальные барьеры, что не всегда возможно.

Адсорбцию принято характеризовать зависимостью количества адсорбированного вещества а от концентрации (или равновесного давления). Графики а = f(c) или а = f(р) при Т=const называют изотермами адсорбции.

Важной задачей теории адсорбции является вывод уравнения изотермы адсорбции. В настоящее время эта задача еще далека от разрешения. Для описания изотермы адсорбции предложен ряд эмпирических формул. Из них наиболее широко используется уравнение Фрейндлиха:

• [TEX]a=x/m=\beta{\cdot{c^{1/n}}}[/TEX]

где X - количество адсорбированного вещества, моль; m - масса адсорбента; с - равновесная концентрация, b и 1/n – константы. Уравнение Фрейндлиха пригодно лишь для концентраций, меньших 0,5 моль/л.

Фундаментальным вкладом в учение об адсорбции явилась теория Ленгмюра. Эта теория позволяет учесть наиболее сильные отклонения от закона Генри, связанные с ограниченностью поверхности адсорбента. Это обстоятельство приводит к адсорбционному насыщению поверхности адсорбента по мере увеличения концентрации адсорбируемого вещества. Это положение является основным в теории Ленгмюра и уточняется следующими допущениями:

Уравнение изотермы адсорбции Ленгмюра имеет такой вид:

• [TEX]a=a_\infty{\frac{K\cdot{c}}{1+K\cdot{c}}}.[/TEX]

Для газов и паров концентрацию можно заменить пропорциональным ей значеним давления и изотерма адсорбции приобретёт вид

• [TEX]a=a_\infty{\frac{K_p\cdot{P}}{1+K_p\cdot{P}}} [/TEX]

Константы адсорбционного равновесия К и Кр характеризуют энергию взаимодействия адсорбата с адсорбентом. Чем сильнее это взаимодействие, тем больше значение константы адсорбционного равновесия.

Опыт показывает, что наряду с изотермами адсорбции, которые описываются уравнением Ленгмюра и о которых мы говорили, часто встречаются изотермы, не имеющие участка, параллельного оси давлений и отвечающего насыщению поверхности адсорбента молекулами адсорбата. Такое явление называется полимолекулярной адсорбцией и связано с адсорбцией активными центрами адсорбента нескольких слоев молекул адсорбата.

Наиболее удачная теория (из многочисленных), описывающая подобные процессы была создана в 1935-1940 гг. Брунауэром, Эмметом, Теллером применительно к адсорбции паров. Их теория получила название теории БЭТ. Ее основные положения:

1. Адсорбционные слои полимолекулярны, причем их толщина на разных участках поверхности различна.
2. Адсорбционные силы тождественны силам, вызывающим конденсацию.