Поверхность хемосорбции и физической

Адсорбция бывает физическая и химическая. При химической адсорбции (хемосорбции) полярные концы молекул, связываясь с поверхностью тела, образуют на ней монослой своего рода химического соединения. Подвижность молекул в результате этого сильно ограничивается. Хемосорбция в отличие от физической адсорбции носит избирательный характер она протекает с большей интенсивностью в местах нарушений кристаллической решетки включениями или незаполненными узлами. [c.60]

При хемосорбции в отличие от физической адсорбции молекулы поглощаемого вещества образуют поверхностное химическое соединение, при этом преодолевается обычно значительный энергетический барьер и адсорбция называется активированной. Поэтому хемосорбция данного вещества происходит лишь на некоторых избранных адсорбентах, в то время как физическая адсорбция возможна на любых поверхностях. Хемосорбция — обычно необратимый процесс. Опыты показали, что высокая каталитическая [c.272]

Влияние поверхности. Для физической адсорбции имеет значение лишь величина поверхности, но химическая адсорбция— весьма специфичный процесс. Так, например, водород хемосорби-руется не окисью алюминия, а никелем, и кислород не окисью магния, а углеродом. Такое поведение согласуется с предположением, что хемосорбция сходна в общем с химической реакцией. На хемосорбцию оказывают влияние физическое состояние поверхности и ее химический состав. Неоднородность поверхности катализаторов доказывается, например, тем, что теплота процесса постепенно снижается по мере протекания хемосорбции. Поверхность состоит из атомов различной степени насыщенности. Атомы у краев кристаллов, трещин и выступов, вероятно, менее насыщены и, следовательно, более активны. [c.206]

Физическая адсорбция и хемосорбция различаются прочностью связи между адсорбируемым веществом и адсорбентом, обратимостью физической и необратимостью химической адсорбции. Неспецифичность физической адсорбции обусловлена тем, что при достаточно низких температурах любые газы адсорбируются на любых поверхностях. Хемосорбция же наблюдается только при химическом родстве адсорбента и адсорбата. Физическая адсорбция происходит почти мгновенно, как только молекулы адсорбата приблизятся к поверхности адсорбента, если она не осложняется побочными процессами (медленной диффузией ад- [c.38]

В отличие от хемосорбции физическая адсорбция основана главным образом на вандерваальсовом взаимодействии между поверхностью твердого вещества и ее окружением. Поэтому теплота адсорбции нередко составляет не более 40 кДж на моль адсорбированного вещества и вследствие этого адсорбированный слой легко отделяется от поверхности. Удаление молекул адсорбированного вещества с поверхности адсорбента называется десорбцией. Для осуществления процесса десорбции [c.87]

Различают два основных вида адсорбции физическую и химическую (или- хемосорбцию). Физическая адсорбция, характеризующаяся сохранением свойств адсорбента и адсорбата, вызывается силами взаимодействия их молекул (дисперсионными или вандерваальсовскими). Дело в том, что внутри каждой фазы, молекулы испытывают по всем направлениям одинаковые силы взаимного притяжения, а на границе раздела фаз эти силы различны. Если результирующая сила направлена внутрь одной из фаз, то поверхность последней будет притягивать (поглощать, адсорбировать) молекулы другой фазы. Сорбируясь, молекулы адсорбата частично насыщают поверхность адсорбента, уменьшая ее свободную энергию, поэтому процесс адсорбции протекает самопроизвольно. [c.612]

При минимальной энергии взаимодействия наблюдается физическая адсорбция. В основе ее лежит диполь-дипольное взаимодействие Ван-дер-Ваальса молекула сорбата и сорбирующая поверхность поляризуют друг друга, и взаимодействие между индуцированными диполями порождает теплоту адсорбции. Ее величина обычно не превышает 0,015—0,03 аДж. При обменном взаимодействии электронов твердого тела с частицей сорбата, когда энергия связи составляет около 0,15 аДж, связь имеет химическую природу, и такая адсорбция именуется хемосорбцией [206]. [c.182]

Хемосорбция отличается от физической адсорбции также тем, что не все поверхности, даже если они чисты, активны для хемосорбции. Физическая адсорбция, наоборот, происходит на всех поверхностях. [c.348]

Первичная обработка поверхности влияет на последующее активирование, а следовательно, и на прочность сцепления покрытия. Существуют два метода активирования диэлектрика физическая адсорбция ионов или коллоидных частиц активатора, которая зависит от микрошероховатости поверхности хемосорбция ионов или коллоидных частиц активатора (в этом случае прочность сцепления покрытия с диэлектриком зависит от шероховатости и сил химического взаимодействия между покрытием и диэлектриком). [c.334]

Было установлено, что существует параллелизм в изменении ингибирующей способности органических соединений и их адсорбируемости. С увеличением степени заполнения поверхности металла ингибитором их ингибирующее действие возрастало. В ряде работ были изучены закономерности адсорбции ингибиторов связь между ингибирующим действием, адсорбцией и молекулярной структурой ингибиторов, их природой и физнко-химическими характеристиками. Установлено, что защитные свойства органических ингибиторов в значительной степени определяются природой адсорбции (хемосорбция, физическая или специфическая адсорбция) и показано, что наилучшими ингибиторами являются те, которые образуют хемосорбционную связь металл — атом азота. Как известно, информацию о механизме адсорбции, природе сил и связей, удерживающих адсорбированные молекулы на поверхности металла, можно получить, исследуя изотермы адсорбции. Вид адсорбционной изотермы тесно связан с механизмом адсорбции. [c.23]

Если энергии химического взаимодействия молекул с поверхностью и физического взаимодействия их гидрофобных концов между собой близки, т. е. близки константы хемосорбции и физической сорбции, то ступенчатость изотермы сглаживается. [c.590]

Таким образом, эти пока еще немногочисленные примеры адсорбции паров на специально подготовленных поверхностях металлов показывают, что, несмотря на особенности строения металлов и наличие в них электронов проводимости в случае неспецифической адсорбции, поверхности этих металлов ведут себя аналогично однородным поверхностям других адсорбентов (графитированной термической сажи, некоторых ионных кристаллов). В дальнейшем представляет большой интерес исследование на однородных поверхностях металлов физической адсорбции молекул, способных к специфическому межмолекулярному взаимодействию без заметной хемосорбции. [c.61]

На поверхности Р1/Р1-электрода в растворах органических соединений образуются слои прочно адсорбированных веществ [13, 16]. В большинстве работ, насколько можно судить по трактовке экспериментальных результатов, предполагают, что на поверхности присутствуют физически адсорбированные или обратимо хемо-сорбированные молекулы исходных веществ. Однако в последнее время в некоторых исследованиях [17—19] были получены экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что на платине в растворах органических соединений имеет место также необратимая хемосорбция, сопровождаемая глубоким распадом исходных молекул. В связи с этим следует отметить, что диссоциативный характер хемосорбции углеводородов и спиртов из газовой фазы на поверхностях катализаторов представляет собой хорошо известное явление и изучен в ряде работ по катализу (см., например, [20, 21]). [c.197]

Хемосорбция обладает некоторыми специфическими особенностями, которые отличают ее от физической адсорбции. Это отчасти зависит от чистоты поверхности адсорбента, отчасти связано с тем, что не все поверхности, даже если они чисты, активны для хемосорбции. Физическая адсорбция, наоборот, при подходящих температуре и давлении происходит на всех поверхностях. В частности, для адсорбентов в виде металлических порошков до начала хемосорбции должны быть приняты чрезвычайные меры, чтобы освободить поверхность их от попавших на нее ранее загрязнений из атмосферы и вообще пока нет уверенности, что поверхность чиста и не насыщена, вряд ли она будет активной при хемосорбции. [c.236]

В зависимости от характера взаимодействия поглощаемого вещества (адсорбата) с поглотителем (адсорбентом) различают физическую адсорбцию и хемосорбцию. При хемосорбции осуществляется химическое взаимодействие между адсорбатом и адсорбентом, сопровождающееся образованием нового химического соединения на поверхности адсорбата. Физическая адсорбция определяется неуравновешенностью молекулярных сил на границе фаз. В результате взаимного притяжения молекул адсорбента и адсорбата молекулы поверхностного слоя удерживают молекулы адсорбата, что приводит к уменьшению содержания последнего в фазе, граничащей с адсорбентом. Адсорбция является экзотермическим процессом. Выделяющаяся при этом теплота носит название теплоты адсорбции. Примерные значения теплот адсорбции основных газов приводятся в работах [16, 77]. [c.53]

Во многих случаях бывает трудно решить, относится ли данное адсорбционное явление к физической адсорбции или хемосорбции. Физическую адсорбцию можно определить как явление, при котором молекулы связываются с поверхностью адсорбента силами Ван-дер-Ваальса в их самом широком понимании, т. е. с учетом притяжения квадруполей, а также постоянных и наведенных диполей. Химическую адсорбцию можно представить как явление, при котором связь молекул с поверхностью осуществляется за счет обмена электронами или их обобществления. Эти определения позволяют теоретически разграничить два обсуждаемых типа явлений, однако отличить их друг от друга на практике представляет весьма трудную задачу. [c.20]

Маслорастворимые ингибиторы в отличие от водорастворимых дают с маслами истинные растворы большинство из них обладает универсальным действием — защищает и черные и цветные металлы от коррозии. Адсорбционная пленка, создаваемая маслорастворимыми ингибиторами на поверхности металла, может физически препятствовать проникновению агрессивных веществ и влаги к поверхности металла, быть химически связана с этой поверхностью (хемосорбция), обладать гидрофоб- ными свойствами — вытеснять влагу с поверхности ме- талла (сульфонаты металлов) и, наконец, пассивировать металл (нитрованное масло) [157—163, 184]. В некоторых случаях молекулы ингибитора химически связывают внешние агрессивные соединения, адсорбируются на капельках воды, проникающих в масло, что приводит [c.81]

Различают физическую адсорбцию и сорбцию, основанную на силах химического взаимодействия (хемосорбцию). Физическая адсорбция обусловлена силами межмолеку-лярного взаимодействия. Хемосорбционный процесс - это химический процесс, протекающий на поверхности раздела фаз. В отличие от физической адсорбции при хемосорбции не сохраняется индивидуальность адсорбтива и адсорбента. При сближении молекул адсорбтива с поверхностью адсорбента происходит перераспределение их электронов с образованием химической связи. [c.468]

Различают пленки химического происхождения (хемосорбция) и физического (адсорбция). К первым относятся пленки-окислов, о которых упоминалось выше. Эти пленки образованы в результате взаимодействия поверхности трения с кислородом (поставляемым к поверхности из масла или непосредственно из атмосферы), а также действия на поверхности трения присадок к маслу. К пленкам химического происхождения относятся также различные мыла, образовавшиеся из высших органических кислот, находящихся в масле. Полярно-активные компо ненты масла, образовавшиеся в процессе его применения и находившиеся в свежем масле, создают граничные слои, связанные с поверхностью силами физической сорбции, главным образом силами Ван-дер-Ваальса. [c.23]

Поверхностно-активные вещества, как известно, адсорбируются на поверхности пигментов физически или химически [13]. При хемо-сорбционном закреплении ПАВ происходит уменьшение числа активных центров на поверхности пигмента, и соответственно, степени отверждения полиэфира [11]. При отсутствии хемосорбции, т. е. при близкой природе активных центров пигмента и ПАВ, наличие дополнительной активации способствует увеличению степени отверждения пленок. [c.100]

Однако не всякая поверхность твердого тела обладает ката — литической активностью. На поверхности одних веществ может происходить лишь физическая адсорбция, а других — хемосорбция с более прочной химической связью. Так, на поверхности активированного угля водород и азот могут адсорбироваться лишь физически, а кислород и при высоких температурах водяной пар подвер — гаются химической адсорбции и при их десорбции выдел [ются не О и HjO, а продукты их хемосорбции в виде СО, СО и Н . Это свидетельствует о том, что тип и прочность промежуточной (то есть [c.85]

Физическая адсорбция не обладает значительной специфичностью. Благодаря этой особенности она используется для измерения удельной поверхности твердых катализаторов и твердых тел. В противоположность этому, хемосорбция, вследствие своей химической природы, очень специфична. [c.86]

Процесс физической адсорбции обратим, причем равновесие устанавливается очень быстро. Что касается хемосорбции, то она может быть как медленной, так и быстрой. Связь между хемосорбированной молекулой и поверхностью металла обычно настолько прочна, что такая молекула с трудом удаляется с поверхности адсорбента, причем десорбция может сопровождаться химическими процессами. [c.183]

Силы, действующие на поверхности твердого тела, ненасыщены. Поэтому всякий раз, когда свежая поверхность подвергается действию газа, на ней создается более высокая концентрация молекул газа, чем в объеме собственно газовой фазы. Такое преимущественное концентрирование молекул на поверхности называется адсорбцией. Прочность связи молекул адсорбата с поверхностью адсорбента, а также величина адсорбции могут сильно меняться от системы к системе. Процессы адсорбции можно разделить на два основных типа физическую адсорбцию и хемосорбцию. Физическая адсорбция вызывается силами молекулярного взаимодействия, к которым относятся силы взаимодействия постоянных и индуцированных диполей, а также силы квадрупольного притяжения. Хемосорбция обусловлена перераспределением электронов взаимодействующих между собой газа и твердого тела с последующим образованием химических связей. Физическая адсорбция подобна конденсации паров с образованием жидкости или процессу сжижения газов, а хемосорбция может рассматриваться как химическая реакция, протекание которой ограничено поверхностным слоем адсорбента, Типы адсорбции различают по нескольким критериям 1) по теплотам адсорбции. Количество выделившейся в процессе физической адсорбции теплоты, отнесенное к одному молю адсорбированного вещества, обычно изменяется в пределах 8—40 кДж. Как правило, теплота хемосорбции превышает 80 кДж/моль 2) по скорости протекания процесса. Поскольку физическая адсорбция подобна процессу сжижения газа, то она не требует активации и протекает очень быстро. Хемосорбция же, аналогично большинству хи- [c.425]

Большая роль в гетерогенном катализе принадлежит процессам адсорбции —физической адсорбции и хемосорбции. Физическая адсорбция является результатом межмолеку-лярного взаимодействия между частицами (атомами, иоиами, молекулами) поверхностного слоя твердой фазы и молекулами газовой фазы или раствором. Хемосорбция (химическая сорбция) завершается химическим взаимодействием адсорбированного вещества с поверхностью твердой фазы. Адсорбирующее твердое вещество называют адсорбентом-, вещество, которое адсорбируется,—адсорбтивом. Адсорбция—экзоэргический процесс, сопровождающийся ростом концентрации упорядоченности адсорбтива на поверхности адсорбента. В табл. 16.2 приведены значения тепловых эффектов хемосорбции. Величину адсорбции(Г), т. е. концентрацию веществ на адсорбирующей поверхности, измеряют в молях на м . [c.185]

Наконец, сорбция может сопровождаться возникновением между сорбирующимся соединением и повелхностью прочной химической связи и, следовательно, образованием нового химического соединения на поверхности хемосорбция). Такой механизм осуществляется на природных и синтетических сорбентах с ионогенными и хелатообразующими группами. В отличие от физической адсорбции хемосорбция обратима не полностью. Использование синтетических сорбентов с ионогенными и хелатообразующими группами наиболее эффективно, и их широко применяют для селективного разделения макро- и мнкрокомпонентов и для группового и селективного концентрирования микрокомпонентов. [c.241]

Под адсорбцией понимают процесс концентрирования вещества на поверхности раздела фаз или в порах твердого тела. По типу сил, в результате которых осуществляется адсорбция, указанный процесс можно разбить на две группы физическая адсорбция и процесс связывания вещества за счет химических взаимодействий — хемосорбция. Физическая адсорбция вызывается силами молекулярного взаимодействия (дисперсионные силы, электростатические силы — ориентационные и индукционные). Физическую и химическую адсорбцию можно различить по теплоте адсорбции. Теплота физической адсорбции соизмерима с теплотой конденсации веществ и не превышает 80-120 кДж/моль. Теплота хемосорбции одного моля вещества достигает нескольких сотсн килоджоулей. [c.249]

Уравнение Ленгмюра мож1ю использовать только при условии, что адсорбция вещества сопровождается образованием моно-молекулярного слоя. Это условие выполняется достаточно строго при хемосорбции, физической адсорбции газов при небольших давлениях и температурах выше критической (в отсутствие конденсации на поверхности адсорбента), а также при идсорбцип из растворов. Указанное ограничение для применения уравнения Ленгмюра связано не столько с формальным описанием адсорбции, сколько с невозможностью получить правильные значения параметров К и соответствующих их физическому смыслу. [c.141]

Допустим теперь, что лимитирующей является реакция II, т. е. конечная стадия десорбции, ириводящая к образованию газообразного продукта. Тогда в первую очередь необходимо рассмотреть процесс диссоциативной хемосорбции. Молекула Хг (например, Нз, Ог и т. д.) сначала приближается к поверхности и физически адсорбируется без диссоциации. Обычно этот процесс не требует энергии активации [31, 114]. Физически адсорбированные молекулы будут затем диссоциировать на поверхности и превращаться в хемосорбироваиные. В зависимости от того, где пересекаются кривые потенциальной энергии для Нг МН2 и 2Н 2МН, выше или ниже уровня нулевой энергии (для молекул Н2 за нуль принимается энергия на бесконечном расстоянии от поверхности), наблюдается соответственно активированная или неактивировапная адсорбция [31, 74, 114]. Схематически это представлено на рис. 8, а и б на рис. 8, в рассмотрен промежуточный случай при малом или нулевом заполнении имеет место неактивированная адсорбция, переходящая в активированную при повышении степени покрытия, в результате чего минимум па кривой потенциальной энергии для процесса 2Н 2МН становится менее глубоким. Очевидно, что в случае неактивированной адсорбции изменение для данного [c.434]

На поверхности Р1/Р1-электрода в растворах органических соединений образуются слои прочно адсорбированных веществ [21, 24]. В более ранних исследованиях предполагалось, насколько можно судить по трактовке экспериментальных результатов, что на поверхности присутствуют физически адсорбированные или обратимо хемосорбированные молекулы исходных веществ. Однако в настоящее время получены экспериментальные данные, свидетельствующие о том, что на платине в растворах органических соединений имеет место также прочная хемосорбция, сопровождаемая глубоким распадом исходных молекул [12,15—18, 25—40]. В связи с этим следует отметить, что диссоциативный характер хемосорб- [c.169]

Основываясь на исследовании адсорбции воды, й-пропилового спирта и н-бутил хлорида, Холлабо и Чессик [301 ] пришли к выводу, что поверхность рутила покрыта гидроксильными группами. После откачивания при 450° наблюдалась определенная хемосорбция паров воды и н-пропанола. Обезгаживание рутила при температурах 90 и 450° оказывало очень небольшое влияние на адсорбцию -бутилхлорида. После откачивания при 450° был обнаружен тип I изотермы адсорбции. По-видимому, образовывались поверхностные сложные эфиры, что приводило к возникновению углеводородоподобной поверхности. Дальнейшей физической адсорбции паров не происходило вплоть до высоких относительных давлений. [c.264]

Под термином адсорбция , иоч льзуемым в настоящей работе, подразумевается слабая хемосорбция чаЪ ц на активных центрах, расположенных на поверхности катализатора <физическая сорбция любого рода должна быть значительно более слабои ею пренебрегают). Мономер, очевидно, адсорбируется путем образования--, ,донорного комплекса, а молекулы алкила алюминия-путем образованидчмостичных структур типа [c.67]

Адсорбционные процессы можно разделить на два типа физическую адсорбцию и хемосорбцию. Физическая адсорбция вызывается силами ван-дер-Ваальса и является неспецифической, протекающей более или мене одинаково на всех поверхностях. Величина физической адсорбции при температурах выше критической температуры адсорбата очень мала. Пиже критической температуры физическую адсорбцию можно рассматривать как повышенную конденсацию адсорбата, причем на поверхности могут образоваться слои толщиной в несколько молекул. Обычно теплота физической адсорбции несколько менее чем в два раза превышает теплоту конденсации адсорбата. Физическая адсорбция, как правило,—процесс быстрый и обратимый. С другой стороны, теплоты хемосорбции по порядку величины близки к тепловым эффектам химических реакций. Хемосорбция специфична, и в результате ее на поверхности образуется не более одного слоя. Скорости хемосорбции изменяются в широких пределах, и ее можно наблюдать и в виде мгновенного и в виде медленно протекающего процесса. Медленную хемосорбцию Тейлор [33], определил как активированну10 адсорбцию . В большинстве случаев хемосорбция необратима. [c.44]

Поэтому нами был предложен несколько модифицированный механизм реакции, согласно которому реакционными центрами являются ближайшие соседи центров хемосорбции кислорода. На этих местах сталкиваюп иеся с поверхностью или физически адсорбированные молекулы СО или Hg благоприятствуют захвату дырок потому, что вероятность нахождения дырок здесь много выше, чем на центрах, расположенных через один атом от мест хемосорбции кислорода. Кроме того, число таких реакционных центров, как это можно видеть на рис, 3, значительно больше, чем число остаточных центров. Поэтому и не требуется допущения о подвижности хемосорбированных молекул. После захвата дырки происходит немедленное образование поверхностных комплексов 0 СО " или 0 На, которые в целом электрически нейтральны и поэтому не заряжают поверхности NiO, Поскольку такой комплекс, вероятно, моментально превращается в СО а или НаО, вследствие малого расстояния между зарядами, упомянутый выше процесс захвата дырок будет являться лимитирующей стадией реакции. Скорость такой реакции будет определяться уравнением [c.148]

Механизм адсорбции подобен механизму абсорбции, поскольку в их основе лежат проявления одних и тех же молекулярных сил. На поверхности твердых веществ имеются несбалансированные силы, обусловленные неполным насыщением валентных связей поверхностных атомов. Вполне естественно поэгому, что такие поверхности взаимодействуют с прилегающи ми к ним фазами. Это взаимодействие может проявлять ся либо как физическая адсорбция, либо как хемосорбция Ненасыщенные валентные связи поверхностных атомов и на личие неровностей на поверхности обусловливают хемосорбцию Энергия хемосорбции обычно составляет 170—420 кДж на моль адсорбированного вещества, т. е. хемосорбированный слой довольно устойчив. [c.87]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология