Дәрістің мақсаты
жүктеу/скачать 77,03 Kb.
|
Дәріс 6
- Бұл бет үшін навигация:
- Дәрістің мақсаты
|
Дәріс 6. Катализдегі адсорбциялық құбылыстар. Тасымалдағыштар мен катализаторлардың кеуекті құрылымы, адсорбцияны зерттеудің тәжірибелік әдістері, адсорбция изотермаларының классификациясы, кеуек жүйесі. Дәрістің мақсаты: Физикалық және химиялық адсорбция туралы мағұлмат алу, олардың айырмашылығын нақты мысалдар арқылы түсіну. Қатты беттердегі адсорбцияны зерттеудің тәжірибелік әдістерін үйрену арқылы, зерттелінген катализаторға кеуек системасы бойынша классификациялауды үйрену. Адсорбаттың молекулалары мен атомдары мен адсорбент бөлшектері арасындағы әрекеттесу физикалық және химиялық болуы мүмкін. Бірінші жағдайда олардың арасында молекулалық Вадер-Ваальс күштері әрекет етеді. Бұлар булардың сұйыққа конденсациялануын, нақты газдардың идеал газдар заңдарынан ауытқуын тудыратын сол күштер. Олар үш түрлі болуы мүмкін. Негізінен бұл дисперсиялық күштер. Кейде оларды ашқан ғалымның атымен электрокинетикалық немесе Лондондық күштер деп те атайды. Олар жақындап келе жатқан молекулалардың электрон тығыздығының координациялық (синхронды) өзгеруінен туындайды. Үлкен қашықтықтармен бөлінген газ фазасының молекулаларында әрбір молекуланың электрондары өз бетінше диполь түзеді. Индукциялық және бағдарлық әрекеттесулер молекулаларда тұрақты дипольдің немесе біршама жоғары көпполюсті моменттің болуымен байланысты. Бағдарлық өзара әрекеттесу тұрақты дипольге ие полярлы молекулалар, мысалы, су, аммиак, спирт молекулалары тұрақты электростатикалық зарядтары бар бетке адсорбцияланғанда пайда болады, яғни. иондары немесе дипольдері бар бет, мысалы, NaCl, NaJ, KCl, MgO, BaSO4 иондық кристалдары немесе силикагельдердің гидроксилденген беті (гидроксил топтарының дипольдік моменттері). Бұл күштер өз атауын алды, өйткені бұл жағдайларда адсорбаттың дипольдік молекулаларының бағыты адсорбент бетіндегі электр зарядтарының орналасуы мен белгісіне сәйкес жүреді. Дипольдер ақырында бір-біріне қатысты бағдарланады, осылайша олардың арасындағы тартылыс күштер максималды болады (потенциалды әрекеттесу энергиясы Uo минималды). Осы бағдарлау арқылы энергия да алынады, бұл ван-дер-Ваальс адсорбциясының жалпы жылулық әсеріне үлесі болып табылады. Осылайша, тұрақты моменті бар дипольдер жүйесінде тартылу олардың мүмкін болатын бағдарын өзгерту арқылы жүзеге асырылады. Екі қозғалатын дипольдің өзара әрекеттесу энергиясы, олардың бағдарларының тепе-теңдік таралуы бойынша орташаланған, келесі түрде жазылуы мүмкін: мұндағы r – дипольдер арасындағы қашықтық; T - температура; және – диполь моменттері; k – Больцман тұрақтысы. Индуктивті әрекеттесу себебі дипольдің электр өрісімен бейтарап бөлшектің поляризациясы болып табылады. Ол беттік зарядтардың әсерінен адсорбцияланған молекулалардағы дипольдік моменттердің индукциясы (индукциясы) немесе адсорбцияланған дипольдердің әсерінен адсорбент бөлшектеріндегі дипольдік моменттердің индукциясымен байланысты, оның энергиясын төмендегідей жазуға болады. мұнда а2 - атомдардың немесе молекулалардың поляризациялануы. Дисперсиялық күштер ван-дер-Ваальс әрекеттесуіне ең үлкен үлес қосады. Бұл әрекеттесулер тұрақты электрлік дипольдік моменттері жоқ бейтарап бөлшектердің әрекеттесуіне жатады, яғни. толтырылған электронды қабаттары бар атомдар. Кванттық механика бойынша негізгі күйдегі атомның дипольдік моменті кванттық тербелістерді бастан кешіреді. Содан кейін диполь моментінің орташа мәні нөлге тең болса да, бірақ, мысалы, диполь моментінің квадратының орташа мәні енді нөлге тең емес. Бұл жағдайды есепке алу ван-дер-Ваальс әрекеттесуінің пайда болуының жаңа механизміне әкеледі, оның флуктуациялық бастауы бар – диполь-дипольді дисперсиялық күштер деп аталады. Ұзақ қашықтықтағы қозбаған инертті атомдар арасындағы әрекеттесу толығымен дисперсиялық күштерге байланысты. Физикалық адсорбцияның ерекшеліктері: Бұл энергияның аздаған өзгерістерімен (бірнеше ондаған кДж/мольден аспайтын) жүретін әрекеттесу түрі. Ол электронды ауысулардан емес, тек бұрынғы иелері – адсорбент және адсорбаттық бөлшектердегі электрондардың қозғалыс сипатының өзгеруінен туындайтындықтан, энергия өсімі шамалы. Адсорбцияланған бөлшектер сақталады олардың молекулалық табиғаты, яғни химиялық өзгеріссіз қалады. Мұндай әрекеттесу тек адсорбат пен адсорбент бөлшектерінің арасында ғана емес, сонымен қатар адсорбат бөлшектерінің арасында да болуы мүмкін. Бұл, бір жағынан, екінші және одан кейінгі адсорбцияланған қабаттардың пайда болу мүмкіндігін, екінші жағынан, адсорбциялық қабат шегінде молекулалардың бір-бірімен әрекеттесу мүмкіндігін (горизонталь әрекеттесу) білдіреді. жүктеу/скачать 77,03 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|