Физическая химия: Часть 2. Химическая кинетика. Зенин Г.С - 183 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
183
чаях – водородные связи. Именно природа этих сил определяет еще одну важ-
ную особенность физической адсорбции – неспецифичность. На поверхности
различных веществ один и тот же газ адсорбируется практически одинаково,
при этом практически никак не влияя на структуру поверхностного слоя твер-
дого адсорбента. Сами молекулы адсорбата сохраняют свою индивидуальность
и
десорбируются (десорбция – явление обратное адсорбции) неизменными.
Адсорбция, обусловленная проявлением химических, валентных сил под
действием которых между молекулами адсорбата и поверхностью тела образу-
ются химические связи, называется
активированной адсорбцией, химической
адсорбцией
или хемосорбцией. Способностью к хемосорбции обладают моле-
кулы с высоким запасом энергии. Хемосорбированные молекулы на поверхно-
сти твердого тела представляют собой поверхностные химические соединения,
которые по своим свойствам сильно отличаются от аналогичных объемных хи-
мических соединений.
Процесс хемосорбции сходен с химической реакцией и поэтому характери-
зуется высокой специфичностью (избирательностью), т.е. для
определенного
адсорбата количество хемосорбированного вещества очень чувствительно к
химической природе адсорбента (хемосорбента). Так, оксид углерода СО
удерживается на поверхности меди и платины сравнительно слабо, а в случае
никеля и палладия образуются более прочные поверхностные соединения типа
Me
CO
Me
=
,
где Ме – атом металла. Как и для химических реакций, теплоты химической ад-
сорбции могут быть весьма значительными – намного больше теплот конденса-
ции. Так, при хемосорбции тепловые эффекты достигают 400 /кДж моль и бо-
лее. Еще одним принципиальным отличием хемосорбции от физической ад-
сорбции является то, что хемосорбция – необратимый процесс. В результате
образования
при хемосорбции более прочных связей хемосорбированное веще-
ство с трудом удаляется с поверхности адсорбента, причем десорбция может
сопровождаться химическими превращениями. Например, связь, образуемая
при адсорбции кислорода на поверхности угля настолько прочная, что при де-
сорбции в газовую фазу выделяются оксиды углерода
2
и CO CO . Во многих
случаях, как, например, при адсорбции
223
на CO Al O , на поверхности адсорбен-
та могут одновременно находиться физически и химически адсорбированные
молекулы.
Хемосорбция играет важную роль при протекании гетерогенных реакций,
имеющих, как правило, сложный (многостадийный) механизм, обязательно
включающий хемосорбционные процессы. Например, образование
3
CaCO на-
чинается с хемосорбции
2
на CO CaO
; для синтеза аммиака необходима хемо-
сорбция азота и водорода на поверхности катализатора, с которой после хими-
ческих превращений десорбирует аммиак.

Страницы