Адсорбция активированная кривые потенциальной энерги

На рис. 139 показаны две различные кривые потенциальной энергии и 2) для хемосорбированного состояния. Кривая 1 отвечает заполнению 0 = 0, она лежит ниже, чем кривая 2, которая относится к заполнению 0 = 0,8, так как при малых заполнениях преимущественно занимаются самые активные центры, а при высоких заполнениях оказываются доступными лишь менее активные центры. Предположим, что молекула газа Х2 приближается к поверхности М твердого тела, нри этом изменение потенциальной энергии описывается кривой 3. Сначала молекула адсорбируется физически с теплотой адсорбции qp. При приближении к поверхности на расстояние потенциальная энергия молекулы может измениться так (кривая 1), что не потребуется никакой энергии активации (точка пересечения А лежит ниже линии нулевого потенциала). При высоких степенях заполнения (например, при 0 = 0,8) для перехода молекулы из физически адсорбированного в хемосорбированное состояние уже необходима энергия активации, так как кривые 2 и <3 пересекаются выше линии нулевого потенциала, т. е. они пересекаются в той области, где преобладают силы отталкивания. Таким образом, для данной системы быстрая хемосорбция происходит при малых заполнениях, а нри высоких заполнениях она сменяется медленной активированной хемосорбцией. [c.289]

Разницу между ван-дер-ваальсовской и активированной адсорбцией легко объяснить при помощи кривых потенциальной энергии. Если [c.330]

Рис. 85. Кривые потенциальной энергии для ван-дер-ваальсовской и активированной адсорбции.

Выше мы предполагали, что рассматриваемый газ способен к активированной адсорбции. Когда такой адсорбции не происходит, как, например, в случае инертных газов воздуха, на рис. 85 кривая потенциальной энергии II отсутствует. [c.331]

Влияние сильно адсорбированного яда на энергию активации адсорбции можно наглядно представить при помощи кривых потенциальной энергии. Если поверхность адсорбента в значительной степени заполнена сильно адсорбированным веществом, то для того, чтобы на поверхности мог образоваться активированный комплекс, т. е. для того, чтобы молекула газа могла адсорбироваться, необходимо, чтобы произошла десорбция этого постороннего вещества. Таким образом, кривая потенциальной энергии для адсорбции на свободной поверхности, изображенная на рис. 99 сплошной линией, в случае заполненной поверхности примет вид, изображенный пунктирной кривой. Значения потенциальной энергии активированного и конечного, т. е. адсорбированного, состояния возрастут на величину р, численно равную теплоте десорбции (или адсорбции) яда. Таким образом, очевидно, что энергия активации адсорбции на отравленной поверхности будет равна е , где Ё — соответствующее значение для свободной поверхности. Из рисунка 23 [c.355]

Марш и др. [147—149] считали, что изменение потенциальной энергии во время адсорбции азота и углекислого газа на активированном угле происходит в соответствии с уравнением (24). На рис. 9 сравниваются изотермы адсорбции азота и углекислого газа с соответствующими графиками этих процессов, построенными в координатах уравнения Дубинина. Часть АВ изотермы адсорбции азота отвечает заполнению микропор малого диаметра при низком относительном давлении. Чем больше начальный наклон кривой [c.86]

На рис. 101 пунктирная кривая изображает потенциальную энергию реакции на отравленной поверхности. Для сравнения приведена кривая для той же реакции на свободной поверхности (сплошная кривая). Как и на рис. 99, вначале первая кривая поднимается вверх, однако этот подъем выше, чем у второй кривой, что объясняется необходимостью десорбции яда прежде, чем произойдет адсорбция реагирующего вещества или активированного комплекса. [c.369]

Волькенштейн [3] предложил теорию активированной адсорбции, основываясь на гипотезе о наличии активационного барьера на потенциальной кривой адсорбции. На рис. 1,2 схематически изображены адсорбционные кривые, выражающие энергию системы как функцию расстояния г между поверхностью и адсорбируемой молекулой, где кривая а соответствует физической адсорбции, а кривая б — активированной адсорбции. Высота барьера е представляет собой энергию активации Е. Адсорбироваться могут молекулы, кинетическая энергия которых превышает высоту барьера. [c.12]

Состояние активированной адсорбции II изобразится в виде минимума II потенциа.льной поверхности (рис. 2), сечение которого плоскостью r = / представлено в верхней части рисунка в виде кривой и А. В зависимости от рода молекулы минимум II будет располагаться выше или ниже минимума I, но в обоих случаях пересечение потенциальных поверхностей состоянии / и II, взятых отдельно, приводит к образованию на поверхности f/( , г) некоторого энергетического барьера, отделяющего II от I, высота которого определяет энергию активации процесса перехода I II. Контур пути перехода т, отмеченного на поверхности и (Я, г) прерывистой линией, изображен в левой части рис. 2 в виде проекции на плоскость. [c.151]

Следует отметить, что уравнение (17) можно истолковать как описывающее медленную реакцию, энергия активации которой увеличивается по мере ее протекания. В модели хемосорбции, предложенной Леннард-Джонсом [1], это увеличение энергии активации связывается с почти универсальным уменьшением теплоты хемосорбции при больших степенях заполнения поверхности. Это показано на графике (рис. 50), построенном по данным Цвитеринга и др. [1201. Нижняя кривая потенциальной энергии для хемосорбции атомов (или достаточно активированных молекул) соответствует хемосорбции прн малых заполнениях с теплотой адсорбции и энергией активации ь верхняя кривая 2 соответствует хемосорбции при больших степенях заполнения с меньшим значением 2 теплоты адсорбции, и это явно может привести к большей энергии активации [c.230]

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]

Рассмотрим путь реакции в газовой фазе и на твердом катализаторе (рис. 87). Кривая потенциальной энергии для гомогенного процесса имеет обычный вид, поднимаясь на величину энергии активации гом и спадая до уровня энергии конечных продуктов. В случае гетерогенного процесса сначала происходит адсорбция исходных веществ, которой соответствует энергия активации адс- Поскольку адсорбция является экзотермическим процессом, АЯадс отрицателен и система в целом переходит на более низкий энергетический уровень. Для того чтобы осуществилась реакция, должен возникнуть активированный комплекс с энергией [c.419]

Представляет интерес выяснить тловия, при которых энергия активации гетерогенной реакции будет ниже, чем для той же реакции, протекающей целиком в газовой фазе. Проще всего это сделать при помощи построения кривой потенциальной энергии. На рис. 102 сплошная кривая передает потенциальную энергию как функцию координаты реакции для гомогенной реакции, а пунктирная кривая — энергию для гетерогенной реакции. Как видно из рисунка, разница между гом. и гет. равна разности потенциальных энергий активированного состояния в газовой фазе и на поверхности и, следовательно, равна теплоте адсорбции активированного комплекса. Если реагирующие вещества адсорбированы активированно, то весьма вероятно, что активированный комплекс поверхностной реакщш будет в действительности состоять из атомов или свободных радикалов, которые имеют высокую теплоту адсорбции. При этих условиях "гет. неизбежно будет значительно ниже, чем гом. В этом духе были объяснены низкие энергии активации для гетерогенной реакции между водородом и [c.376]

Изменения потенциальной энергии при активированной адсорбции водо рода или кислорода на металле были представлены в форме потенциальных кривых Леннара-Джонса [87] (фиг. 19). Кривая ab изображает изменение энергии системы металл + Hj, когда молекула приближается к поверхности. Минимум b является положением равновесия и энергией адсорбции. Если молекулы газообразного водорода должны диссоциировать на атомы, то должна быть добавлена энергия диссоциации D (от а до d). Атомы могут теперь адсорбироваться на поверхности, образуя поверхностные молекулы гидрида. Энергия образования Qa может быть так велика, что 2Qa> >+Qi- Потенциальная кривая для этой реакции ufe/ пересекает кривую ab в точке S, которая соответствует количеству энергии А над уровнем а. Молекулам водорода, чтобы быть адсорбированными, теперь не нужно первоначально диссоциировать на атомы. Достаточно, чтобы кинетическая энергия молекул, ударяющихся А. Молекулы имеют необходимую энергию, [c.163]