Адсорбция. Виды адсорбции.Изотерма адсорбции Лэнгмюра.

Адсорбция. (важное значение в гетерог. р-циях). А – процесс самопроизвольного увеличения концентрации вещества на границе раздела фаз. Адсорбирующееся в-во – адсорбат, адсорбирующее – адсорбент. Процесс, обратный адсорбции – десорбция. А равновесие определяется 2 процессами: притяжением молекул к пов. под действием межмолекулярных сил и тепловым движением, стремящимся восстановить рав-во концентраций в поверхностном слое и объеме фазы. Количественно хар-ют числом молей или массой в-ва, накапливающегося на гр. раздела фаз, в расчете на ед. площади пов. раздела. А – пов-й процесс, кот. закл. во взаимод. молекул или ионов адсорбата с пов-ю адсорбента за счет сил Ван-дер-Ваалься, водородных связей, электростатических сил. 2 вида А: А на ТВ. пов-ти, А в поверхностном слое жидкости. Физическая адсорбция – обусловленная действием сил В-д-В. Физ. А – обратимый экзотермический процесс (когда частица адс, ее пост. движ огр, уменьш. энтр => для протек. реакции энтальпия должна быть <0, что соотв. экзотермическому процессу). При физ. А быстро устанавливается равновесие между адс. частицами и частицами в газовой фазе. О пов-ой конц. реагентов можно судить по равновесному распределению молекул адсорбата между пов. ТВ. тела и газ. фазой. Это распр. зависит от давления, Т, хим. природы в-в, площади пов-ти. Равновесное распределение оценивают по изотермам адсорбции. Простейшее Ур-ие для Изот. А – Ур-ие изотермы Ленгмюра: , р – давление, b=ka/kд (константы скор. адсорбции и десорбци). Это Ур-ие определяет долю площади пов., покрытой молекулами в момент равновесия. Зависимость адс. от давления газа (кривая из 0 типа корень, горизонтальная асимптота - q=1). При bp<<1 – Ур-ие изотермы Генри: q=bapa. И наоборот, тогда q~1 – полное заполнение пов-ти. (А не зав. от р – состояние насыщения)., когда а-ют 2 газа , аналогично для В. Хим. А: процесс А, кот. протекает в рез. обр-ия хим. связи (обычно ковалентной). Е связи адсорбент-адсорбат достаточно велика и прим. = энтальпии образования хим. соединений (80…800кДж/моль). Хаар-ся высокой специфичностью. (кол-во хемос-го в-ва оч чувств-но к хим. прир. адсорбента).

Отличие хемодс. от физ. А – в рез. обр. более прочн. связей хемос. в-во с трудом удаляется с адсорбента, причем десорбция может сопр-ся хим. превращениями. Замедленность реальных проц. А объясняют представлением об акт-ой А, треб-ей, как и ХР некоторой Еа. Поэтому хемосорб. с измеримой скор. может. осущ. в опред. Т интервале. Энергетическая диаг. А процесса – зависимость Е взаим. частиц адсорбата и адсорбента от коорд. проц. х(расст. от пов. адсорбента): при больш. хо пред-ю роль играют силы межмолек. взаим., происх. физ. А, кот. всегда протек. с 0-й Еа. При дальнейшем сближ. частиц. адсорбента и адсорбата нач. преобл. силы хим. взаимод. с обр. хим. св (хемосорбция). Подобно ХР хемос. может осущ. со значит. Еа. Если Еа=0, хемос. наз. неактивированной. Дальше десорбция –активированный процесс (Ед – энергия активации десорбции).

Дата добавления: 2015-04-24