Межмолекулярные взаимодействия при адсорбции

Процесс адсорбции может быть результатом взаимодействия компонентов раствора и поверхност­ного слоя. Это явление называется химической адсорбцией или хемосорвцией.

Не всегда можно провести четкую грань между физической и химической адсорбцией. Физическая адсорбция, как правило, предшествует химической. Обычно переход от физической адсорб­ции к химической происходит при повышении температуры. Одна­ко этот переход к хемосорбции наблюдается не всегда.

Можно выделить несколько основных критериев различия фи­зической и химической адсорбции:

1) величина химической адсорбции, как правило, выше физи­ческой;

2) физическая адсорбция всегда обратима, а хемосорбция необ­ратима, хотя имеются случаи обратимости химической адсорбции;

3) теплота химической адсорбции примерно на порядок выше, чем физической

4) для физической адсорбции не нужна энергия активации, а для химической она необходима, хотя имеются и исключения

5) при физической адсорбции молекулы сохраняют свою инди­видуальность, а при хемосорбции часто имеет место перенос заряда от адсорбата к адсорбенту с образованием поверхностного соеди­нения.

В основе физической адсорбции лежат силы Ван-дер-Ваальса. Они включают в себя три вида взаимодействий, которые получи­ли название по именам авторов, внесших большой вклад в их изучение.

Ориентационное взаимодействие (силы Кеезома) возникает при ориентации молекул, они характерны для взаимодействия поляр­ных молекул (диполь-дипольное взаимодействие). Например, по­лярный адсорбент (силикагель) - полярный растворитель (вода).

Индукционное взаимодействие (силы Дебая) - характерно для диполя и наведенного диполя. Например, полярный адсорбент (силикагель) - неполярный растворитель (бензол). Энергия индукци­онного взаимодействия не зависит от температуры и определяется поляризуемостью молекул. Чем выше поляризуемость, тем больше эта энергия

Дисперсионное взаимодействие (силы Лондона) - наблюдается между неполярными молекулами при образовании двух наведен­ных диполей. Дисперсионные силы универсальны, они имеют общий характер и не зависят от температуры.

Г∞,-емкость монослоя или предельная величина адсорбции, представляющая собой число молей, приходящихся на 1 единицу поверхности в насыщенном адсорбционном слое;

Величина предельной адсорбции Г_∞. характеризующая такой слой, не зависит от длины молекул , а определяется лишь площадью полярной части.

Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 126; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!