Micromeritics fabrica varios instrumentos para determinar isotermas físicas de adsorción. La mayoría de ellos utilizan el método de adsorción estática (manométrica), en el que la cantidad de gas adsorbido por la muestra se determina a partir de mediciones de presión y temperatura, y leyes de gas que tienen en cuenta el comportamiento no ideal del adsorbente. La cantidad de gas dosificada sobre la muestra desde un colector de gas se determina utilizando el volumen calibrado del colector, la presión absoluta del gas en el colector y la temperatura del colector. La presión y la temperatura se registran primero antes de la dosis para determinar la cantidad inicial de gas en el colector, y después de la dosis para determinar la cantidad de gas que permanece en el colector. La diferencia es la cantidad de gas que ha pasado del colector al soporte de la muestra, o la cantidad de gas dosificada sobre la muestra.

El adsorbente que entra en el portamuestras puede hacer una de estas dos cosas: adsorberse en la muestra o permanecer en la fase gaseosa por encima de la muestra. Es la parte que permanece en la fase gaseosa la que establece la presión en el portamuestras, ya que la presión puede considerarse una medida de la concentración de gas. La adsorción de gas en la superficie y en los poros puede considerarse una concentración de gas en la superficie de la muestra como resultado de las fuerzas físicas de atracción entre la muestra y el adsorbente.

Para determinar la cantidad de gas que se adsorbe en la muestra, la variable dependiente de la isoterma, es necesario separar la cantidad de gas dosificada en el portamuestras en estas dos porciones, la cantidad que permanece en la fase gaseosa, y contribuye a la presión, y la cantidad que se adsorbe en la muestra. Las leyes de los gases pueden utilizarse de nuevo para determinar la cantidad de gas que no se adsorbe. Para tener en cuenta pequeñas diferencias en las temperaturas de los baños criogénicos, los resultados se presentan como una función de la presión relativa a la de la presión de vapor de saturación del adsorbente a la temperatura del baño. Todo lo que se necesita es el volumen del portamuestras, corregido en función de las temperaturas de los distintos espacios en su interior. La capacidad de gas del portamuestras se denomina a menudo espacio libre o espacio vacío. Esta capacidad aumenta a medida que disminuye la temperatura del portamuestras, por lo que es función de la temperatura del baño. Además, la cantidad de gas dentro de la parte del portamuestras que se encuentra a la temperatura del baño debe corregirse para tener en cuenta la compresibilidad o el comportamiento no ideal. Para el nitrógeno en su punto de ebullición normal, 77,35 K, esto supone un aumento de la cantidad de nitrógeno en el recipiente de aproximadamente un 4,3% por atmósfera por encima de lo que se calcularía sólo a partir del volumen del espacio libre.

Obviamente, la cantidad de adsorbente dosificada en el portamuestras que no está en la fase gaseosa es la cantidad de gas que se adsorbe en la superficie de la muestra o dentro de sus poros abiertos. Para calcular esta cantidad adsorbida, entonces, deben conocerse valores precisos del espacio libre, tanto el que está a la temperatura del baño, como el que permanece a temperatura ambiente, incluyendo la porción del portamuestras que está fuera del matraz Dewar que contiene el criógeno. Así pues, se necesitan dos valores de espacio libre, el determinado con las leyes de los gases cuando el tubo está a temperatura ambiente, y luego el determinado cuando una porción del tubo se sumerge en el baño. Estos dos valores de espacio libre permiten separar el volumen de espacio libre en el que queda a temperatura ambiente y el que queda a la temperatura del baño. Esto permite determinar la cantidad de adsorbente en fase gaseosa en todo el volumen vacío del portamuestras, incluyendo la corrección por compresibilidad para esa porción a temperatura criogénica. Estos dos valores de espacio libre determinados se denominan a veces espacio libre frío y caliente, indicando la temperatura de la muestra en el momento de la determinación, y a veces espacio libre de análisis y ambiente, refiriéndose de nuevo a la temperatura de la muestra en el momento de la determinación del espacio libre. El espacio libre cálido o ambiente se determina con el portamuestras a temperatura ambiente; el espacio libre frío o de análisis se determina con una parte del portamuestras a la temperatura de análisis. La figura 1 muestra las isotermas de adsorción y desorción determinadas para un soporte de catalizador de alúmina extruido.