Физическая химия: Часть 2. Химическая кинетика. Зенин Г.С - 182 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

Х и м и ч е с к а я к и н е т и к а
182
в тех случаях, когда молекулы растворенного вещества взаимодействуют с по-
верхностью сильнее, чем с молекулами растворителя.
Явление, заключаю-
щееся в образовании поверхностного слоя с повышенной концентрацией
газа или растворенного вещества на границе раздела с твердым телом, по-
лучило название
адсорбции. Другими словами адсорбцию можно определить
как поглощение вещества на поверхности раздела фаз
. Вещество (твердое
тело) на поверхности которого происходит адсорбция, называют
адсорбентом,
а вещество, поглощаемое из объемной фазы, т.е. концентрирующееся на по-
верхности адсорбента –
адсорбатом.
Адсорбция может осуществляться в результате взаимодействий различной
природы. Так, в частности, между частицами адсорбата и поверхностью адсор-
бента всегда действуют ван-дер-ваальсовы силы (дисперсионные, индукцион-
ные и ориентационные). Они приводят к тому, что, если температура не слиш-
ком высока, все газы адсорбируются на поверхности твердых тел. Адсорбция,
происходящая за
счет ван-дер-ваальсовых взаимодействий, называется физиче-
ской адсорбцией
. Физическая адсорбция – обратимый процесс.
При повышенных давлениях, приближающихся к давлению насыщенных
паров адсорбата, поверхность не только покрывается полностью слоем физиче-
ски адсорбированных частиц, но и на первом слое происходит дальнейшая ад-
сорбция с образованием последующих слоев. Адсорбция с образованием не-
скольких молекулярных слоев адсорбата на поверхности адсорбента называется
полимолекулярной. Как правило, с поверхностью вещества более прочно свя-
заны частицы первого слоя. Образование последующих слоев напоминает кон-
денсацию адсорбируемого вещества. Поэтому при полимолекулярной адсорб-
ции свойства адсорбированного вещества в некоторых отношениях подобны
свойствам жидкости. Так, в адсорбционных слоях могут растворяться другие
вещества, присутствующие в газовой фазе наряду с адсорбатом.
В
процессе физической адсорбции адсорбат переходит в более упорядочен-
ное состояние, т.е. наблюдается уменьшение энтропии
(
)
0S
∆
< . Поэтому ад-
сорбция, как самопроизвольный процесс
(
)
0G
∆
< , всегда связана с уменьше-
нием энтальпии
(
)
0HGTS∆=∆+∆<, т.е. является экзотермическим процес-
сом. В соответствии с уравнением изобары Вант-Гоффа [2]
0
2
ln
p
dK H
dT
R
T
∆
⎛⎞
=
⎜⎟
⎝⎠
,
адсорбция убывает с ростом температуры.
Физическая адсорбция по ряду основных признаков имеет определенное
сходство с конденсацией газов (паров): обратимость и сравнительно большая
скорость достижения равновесия, близкие энтальпии процессов. Это обуслов-
лено общностью природы межмолекулярных взаимодействий, приводящих к
конденсации и к физической адсорбции, – главную роль в обоих случаях
игра-
ют нековалентные по своей природе сила Ван-дер-Ваальса и в некоторых слу-

Страницы