ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Принцип неоднородности поверхности из "Катализ в органической химии" Изотерма адсорбции Лэнгмюра относится к идеальному случаю гомогенной и однородной твердой поверхности при малых заполнениях без диссоциации молекул. Изотермы такого типа встречаются довольно часто, но в реальных случаях всегда замечаются отклонения. Тем не менее это уравнение часто применяют для количественного измерения адсорбции газов на твердых поверхностях. [c.107] Лэнгмюр в своей теории учитывал только энергетически неоднородную поверхность, считая, что поверхностные частицы с ненасыщенными валентностями создают элементарные участки с более высокими потенциалами. Однако такие молекулы не занимают особого положения с точки зрения геометрии и структуры поверхности. Теория Лэнгмюра сводится к трем постулатам 1) поверхность состоит из ограниченного числа идентичных участков, 2) нет взаимодействия между адсорбированными молекулами и 3) образование хемосорбированного монослоя. Такие условные ограничения значительно лимитируют понимание сути гетерогенного катализа . Хорошо известно, что чем более неоднородна поверхность, тем интенсивнее и с тем большим термическим эффектом протекают адсорбция и хемосорбция, неразрывно связанные с гетерогенным катализом. [c.107] Всякая твердая поверхность неоднородна. Пограничные слои даже блестящих полированных твердых веществ имеют шероховатую структуру, неровности которой далеко выходят за пределы молекулярных измерений. Так, например, зеркальная поверхность кристаллов известкового шпата обладает зубцами и выступами в Ю- —10- см, а поверхность блестящих кристаллов меди или серебра—в 10- —10- см тоикополированные зеркала имеют шероховатости в 1,8—3 ММ1С. Вероятно, единственной гладкой поверхностью являются грани алмаза. [c.107] Из-за неровностей и трещин, имеющихся на гранях, ребрах и углах кристаллов, их поверхностная свободная энергия распределяется неравномерно. Присоединение молекул из раствора при росте кристаллов происходит прежде всего по углам и ребрам, на которых поверхностная энергия максимальна. При росте граней кристаллов исчезают те из них, которые имеют большую скорость роста, т. е. обладают повышенной энергией. В случае регенерации деформированных кристаллов по той же причине, прежде всего рост начинается с острых вершин и ребер поврежденных мест. При быстрой кристаллизации из растворов часто образуются иглы или дендриты, что объясняется быстрым ростом мест с наибольшей энергией. [c.107] В прямом отношении к величине свободной энергии находится и адсорбционная способность, лежащая в основе гетерогенных каталитических реакций. Для получения активных катализаторов с высокой адсорбционной способностью необходимо создание развитой поверхности. [c.108] Неоднородность поверхности можно доказать различными способами. То обстоятельство, что для отравления катализаторов достаточны малые количества ядов, указывает на особую активность не всей поверхности, а каких-то особых участков на ней. Нагретые поверхности испускают электроны не равномерно, а от определенных локализованных участков. Было доказано, что на поверхностях, вследствие их неоднородности, энергия способна к флуктуациям. [c.108] Вернуться к основной статье