Chemisorpcja

Chemisorpcji jest specjalną formą adsorpcji , w którym, w przeciwieństwie do fizysorpcję adsorbat silniejsze wiązania chemiczne w adsorbencie jest związany (podłoża). Adsorbat i / lub adsorbent jest zmieniany chemicznie w wyniku chemisorpcji.

W większości przypadków fizysorpcja jest prekursorem chemisorpcji. W przeciwieństwie do fizysorpcji, chemisorpcja nie zawsze jest odwracalna i często wymaga dużej energii aktywacji . Energia wiązania wynosi zwykle około 800 kJ / mol (około 8 eV / atom), w przeciwieństwie do fizysorpcji z około 80 kJ / mol (około 0,8 eV / atom). Zaadsorbowana może być maksymalnie jedna warstwa monomolekularna.

Podział sorpcji na chemisorpcję lub fizysorpcję nie może opierać się wyłącznie na energii wiązania . Najważniejszym kryterium chemisorpcji jest zmiana chemiczna w adsorbacie lub adsorbencie. W rezultacie chemisorpcja może już występować w kilku kombinacjach przy niskich energiach wiązania (np. 80 kJ / mol), podczas gdy w innych kombinacjach nadal występuje fizysorpcja przy 100 kJ / mol.

Za pomocą mikroskopii sił atomowych wykazano bezpośrednie przejście adsorbatu ze słabego wiązania van der Waalsa w fizysorpcji do tworzenia wiązania chemicznego.

Silne wiązanie cząsteczek adsorbatu z podłożem (głównie metalem) może prowadzić do rozpuszczenia ( dysocjacji ) lub osłabienia wiązań wewnątrzcząsteczkowych w zaadsorbowanych cząsteczkach . W rezultacie te cząsteczki są następnie w stanie bardzo reaktywnym. Jest to wykorzystywane w katalizie heterogenicznej , wówczas substrat nazywany jest katalizatorem .

Interakcja katalizatora z różnymi cząsteczkami adsorbatu może być bardzo różna. Tak zwane trucizny katalizatora wykazują bardzo dużą energię wiązania z podłożem i tym samym zajmują całą powierzchnię. W ten sposób zapobiegasz adsorpcji innych substancji, których reakcji nie można już katalizować.

literatura

  • Andrew Zangwill: Fizyka na powierzchniach , Cambridge University Press 1988, ISBN 0-521-34752-1 .

Zobacz też

linki internetowe

Indywidualne dowody

  1. ↑ Ferdinand Huber, Julian Berwanger, Svitlana Polesya, Sergiy Mankovsky, Hubert Ebert: Tworzenie wiązania chemicznego pokazujące przejście od fizysorpcji do chemisorpcji . W: Science . 12 września 2019, ISSN  0036-8075 , s. eaay3444 , doi : 10.1126 / science.aay3444 ( sciencemag.org [dostęp 18 września 2019]).