Активированная адсорбция

Адсорбцией называется поглощение вещества на поверхности раздела фаз. Вещество, на поверхности которого происходит адсорбция – адсорбент, а вещество, поглощаемое из объёма – адсорбат.

Существует два вида адсорбции – физическая и химическая.

1) при физической адсорбции количество адсорбированного вещества при р=сonst уменьшается с повышением температуры. Скорость процесса физической адсорбции мало зависит от температуры, так как в основном определяется скоростью диффузии. Следует отметить, что физическая адсорбция – обратимый процесс, который обуславливается проявлением Ван-дер-Ваальсовых сил между адсорбированными частицами и поверхностью катализатора.

2) при хемосорбции количество адсорбированного вещества уменьшается с увеличением температуры, но количество хемосорбированного вещества больше, чем количество физически адсорбированного вещества. Скорость процесса хемосорбции существенно зависит от температуры и характеризуется значительной энергией активации. Химическая адсорбция такого типа получила название активированной. Она необратима, и обуславливается появлением валентных сил между адсорбированным веществом и поверхностью катализатора. На рисунке представлен график адсорбции Н₂ на катализаторе MnO₂+Cr₂O₃ при p=const

Часто для одного и того же вещества в различных интервалах температур можно наблюдать оба типа адсорбции. При низких температурах наблюдается физическая адсорбция, а при высоких – активированная. Оба эти процесса разделены промежуточной областью, которая характеризуется увеличением количества адсорбированного вещества с повышением температуры.

Представления об активированной адсорбции были развиты Тейлором в 1931 году. Однако до сих пор точно не установлен механизм активированной адсорбции. Предполагается, что, во-первых, активированная адсорбция приводит к деформации адсорбированных молекул и тем самым повышает их реакционную способность. Во-вторых, энергия диссоциации адсорбированных молекул меньше энергии диссоциации молекул в объёме, так как активированная адсорбция связана с растяжением молекул на поверхности катализатора и приводит часто к их диссоциации.

Дата добавления: 2014-01-06