Adsorpcja na granicy faz ciało stałe-gaz „Zwiększenie liczby wysoko wykwalifikowanych absolwentów kierunków ścisłych Uniwersytetu Jagiellońskiego” POKL.04.01.02-00-097/09-00 Adsorpcja na granicy faz ciało stałe-gaz Wykład dla III roku Chemii UJ
Adsorpcja jednowarstwowa Langmuira Izoterma Langmuira Adsorpcja jednowarstwowa Langmuira
Izoterma Langmuira 1
Procesy zachodzące na warstwie 2: Adsorpcja wielo-powierzchniowa Adsorpcja wielowarstwowa BET M2 M1 M0 M – całkowita liczba centrów aktywnych na powierzchni, M0 – liczba niezajętych przez gaz centrów aktywnych, M1– liczba cząsteczek zaadsorbowanych w 1-szej warstwie Procesy zachodzące na warstwie 2: Adsorpcja Desorpcja
Desorpcja z powierzchni Izoterma adsorpcji BET (wyprowadzenie 1938) Desorpcja z 2 warstwy Desorpcja z powierzchni adsorbentu W stanie równowagi: Ogólnie (dla 2 i < n)
Izoterma adsorpcji BET (wyprowadzenie)
Definiujemy dwie wielkości: Izoterma adsorpcji BET (wyprowadzenie) Definiujemy dwie wielkości: V – całkowita objętość zaadsorbowanego gazu, Vm– objętość odpowiadająca pokryciu powierzchni monowarstwą
Rozważania matematyczne: Izoterma adsorpcji BET (wyprowadzenie) Rozważania matematyczne:
i Równanie Brunauera-Emmetta-Tellera
Brunauer, S. , Emmett, P. H. & Teller, E Brunauer, S., Emmett, P. H. & Teller, E. (1938) Adsorption of gases in multimolecular layers. J. Am. Chem. Soc. 60, pp. 309-319
Oszacowywanie parametrów adsorpcyjnych Linearyzacja równania BET pozwala na oszacowanie Vm i C
powierzchni adsorbenta Dyskusja parametrów adsorpcyjnych Wartość parametru c p/p0 Nachylenie: Odcięta : e - energia aktywacji desorpcji gazu z powierzchni adsorbenta
Typy izoterm adsorpcji BET Langmuir BET
Kondensacja kapilarna Histereza adsorpcji
rd ra Prawo Kelvina Prężność pary nad zakrzywioną powierzchnią jest większa niż nad płaską powierzchnią ra A1- punkt kondensacji pewnej objętości gazu w procesie adsorpcji D1- punkt kondensacji tej samej objętości gazu w procesie desorpcji