Adsorpcija Na Granici Faza

7/25/2019 Adsorpcija Na Granici Faza

1/16

POJAVE NA GRANICAMA FA POJAVE NA GRANICAMA FA ZA ZA

ADSORPCIJA ADSORPCIJA

dr dr Mara Mara Aleksi Aleksi , , vanr vanr .. prof prof ..

1. ta je granica faze

2.2. Adsorpcija na granici teAdsorpcija na granici te ne fazene fazeGibsova adsorpciona izoterma Gibsova adsorpciona izoterma

3. Adsorpcija na granici vrste fazeLangmuirova adsorpciona izoterma Freundlichova adsorpciona izoterma


2/16


3/16

Interakcije molekula na granici fazaInterakcije molekula na granici faza

prouzrokuju razliprouzrokuju razliite pojaveite pojave

Povr Povr inski naponinski napon

AdsorpcijaAdsorpcija

KvaKvaenjeenje

RazlivanjeRazlivanjeItd...Itd...

POVRINSKI NAPON

Rezultantna sila usmerena je ka unutraRezultantna sila usmerena je ka unutranjosti tenjosti tenosti.nosti.

TeTenost tenost tei da zauzme najmanju mogui da zauzme najmanju moguu povr u povr inu.inu.


4/16

Adsorpcija na granici teAdsorpcija na granici tene fazene fazeAdsorpcija je poveAdsorpcija je poveanje ili smanjenje koncentracijeanje ili smanjenje koncentracijerastvorka u granirastvorka u graninom slojunom slojuu odnosu na unutrau odnosu na unutranjost rastvora.njost rastvora.

pozitivna adsorpcija cpozitivna adsorpcija cgrgr>>cctete

negativna adsorpcija cnegativna adsorpcija cgrgrcctete adsorpcija je pozitivnaadsorpcija je pozitivna


5/16

Kada suKada suprivlaprivlane silene sile izmeu molekulaizmeu molekularastvorkarastvorkaveveee

od privlaod privlanih sila izmeu molekulanih sila izmeu molekularastvararastvaraaa......rastvorakrastvorakimaimaveveii povr povr inski naponinski naponodod rastvararastvaraaa......rastvor rastvor imaima veveii povr povr inski naponinski naponododistogistograstvararastvaraaa......

koncentracija rastvorka vekoncentracija rastvorka vea u unutraa u unutranjosti rastvoranjosti rastvoranego u graninego u graninom slojunom sloju

ccgrgr


6/16

Kada je voda rastvara ...PNMPNM

Neorganske kiseline, bazeNeorganske kiseline, bazei solii soli

Organska jedinjenja saOrganska jedinjenja saveveim brojem polarnihim brojem polarnihgrupagrupa

PAMPAM

Alkoholi,Alkoholi, Aldehidi,Aldehidi, Estri, Amini, Kamfor Estri, Amini, Kamfor Masne kiseline,Masne kiseline, Sapuni,Sapuni, DetrdDetrdentienti

- Polarni molekuli- Jake sile privlaenja

sa molekulima vode- Rastvorljivost u vodi velika

- Nepolarni molekuli

- Slabe sile privlaenjasa molekulima vode- Rastvorljivost u vodi mala

Zavisnost povr Zavisnost povr inskog napona odinskog napona odkoncentracije rastvorakoncentracije rastvora

Kriva1. rastvori jakih elektrolita iKriva1. rastvori jakih elektrolita iorganskih jedinjenja sa OHorganskih jedinjenja sa OHgrupama (PNM)grupama (PNM)ee eri.eri.

Kriva 2. rastvori makromolekulaKriva 2. rastvori makromolekulaproteini, slabe PAM.proteini, slabe PAM.

Kriva 3. Izrazite PAM, sapuni,Kriva 3. Izrazite PAM, sapuni,detrddetrdentienti


7/16


8/16

dc

d

RT

c =

0

PNMPNM

VaVai samo za niske koncentracijei samo za niske koncentracije

Koncentracija rastvora jeKoncentracija rastvora jeMANJA u povrMANJA u povr inskom slojuinskom sloju

Adsorpcija jeAdsorpcija je NEGATIVNANEGATIVNA

ADSORPCIJA NA GRANICIADSORPCIJA NA GRANICIVRSTEVRSTEFAZEFAZE


9/16

ADSORPCIJA NA GRANICIADSORPCIJA NA GRANICIVRSTE FAZEVRSTE FAZE

Adsorpciona moAdsorpciona mo vrstog tela =vrstog tela =privlaprivlane silene silemeumeu esticama na povr esticama na povr iniinivrste faze nisuvrste faze nisuzasizasiene.ene.

VezujuVezujui molekule gasa ilii molekule gasa ilitetenosti, ili jone iz rastvoranosti, ili jone iz rastvoravrsto telo smanjuje svoju povr vrsto telo smanjuje svoju povr insku energiju.insku energiju.

AADDSORPCIJASORPCIJA AAPPSORPCIJASORPCIJA!!!!!!!!

ADSORPCIJAADSORPCIJA== raspodela gasne iliraspodela gasne ilitetene faze pone faze po POVRPOVRINIINIvrstogvrstogadsorbentaadsorbenta

APSORPCIJAAPSORPCIJA== ravnomernaravnomernaraspodela gasne ili teraspodela gasne ili tene faze pone faze poCELOJ ZAPREMINICELOJ ZAPREMINIvrstogvrstogaappsorbentasorbenta


10/16

ADSORPCIJA NA GRANICIADSORPCIJA NA GRANICIVRSTE FAZEVRSTE FAZE

momoe biti:e biti:FIZIFIZIKA ADSORPCIJAKA ADSORPCIJA

HEMIJSKA ADSORPCIJAHEMIJSKA ADSORPCIJA HEMISORPCIJAHEMISORPCIJA

FIZIFIZIKA ADSORPCIJAKA ADSORPCIJAvrstovrsto gasgas slabe Van der Waalsove sileslabe Van der Waalsove silevrstovrsto tetenostnost Van der Waalsove sile +Van der Waalsove sile +

vodonivodonine vezene vezezavisi od hemijske grae adsorbenta i adsorbatazavisi od hemijske grae adsorbenta i adsorbatapovratan procespovratan proces


11/16

vrstovrsto gasgas jake hemijske jonske jake hemijske jonske

vrstovrsto tetenostnost ili kovalentne vezeili kovalentne veze

zavisi od prisustva hemijskih grupa koje moguzavisi od prisustva hemijskih grupa koje mogu

hemijski reagovatihemijski reagovati

nepovratan procesnepovratan proces

HEMIJSKA ADSORPCIJAHEMIJSKA ADSORPCIJA HEMISORPCIJAHEMISORPCIJA

NH3 NH3 (ads) NH2(ads) + H (ads) NH (ads) + 2 H (ads) N (ads) + 3 H(ads)


12/16

Phys 661 - Baski Adsorption & Growth Page 8

Energy Diagrams: Physi- and Chemisorption

Potential energy diagrams of an adsorbate/substrate complex for threedifferent ground state configurations.

Dissociative

Chemisorption

Molecular

Physisorption

Molecular

Chemisorption

+

+++

ENERGETSKI DIJAGRAMIFIZISORPCIJEIHEMISORPCIJE

FIZISORPCIJAHEMISORPCIJA

DISOCIJACIJA

ENERGETSKI DIJAGRAMI 3 TIPA KOMPLEKSA ADSORBAT/SUPSTRAT

ADSORPCIONA MOADSORPCIONA MOzavisi odzavisi od

SpecifiSpecifine povr ne povr ineine

OblikaOblikaestice adsorbestice adsorbeenta (neravne povr nta (neravne povr ine)ine)

Poroznosti (neporoznPoroznosti (neporoznii samo na povr samo na povr iniini11--100 m100 m22/g)/g)

porozniporozni upljikaviupljikavi100100--1000 m1000 m22/g/g))

Temperature (egzoterman proces)Temperature (egzoterman proces)

Pritiska gasaPritiska gasa

(Langmuir monomolekulski sloj)(Langmuir monomolekulski sloj)

VVadsads


13/16

Langmuirova adsorpciona izoterma

Adsorpcija gasa naAdsorpcija gasa navrstom adsorbentu pri T=const.vrstom adsorbentu pri T=const.

1. samomonosloj

2. adsorpcija idesorpcijaistovremeno

Dalja adsorpcija je sve sporija jer je manja slobodna povrina adsorbenta.Kada se brzine adsorpcije i desorpcije izjednae - dinamika ravnotea.

3. desorpcija kaoposledicatoplotnog kretanja

povrina

Brzina adsorpcije ~ pritisku gasa (P) islobodnoj povrini (1-s)

P)s1(k v aa =

Brzina desorpcije ~ zaposed. povr. (s)

sk v dd =

dinamika ravnotea:va =vd sk P)s1(k da =

bk k

,k / Pk k

Pk s

d

ad

ad

a =+

=bP1

bPs

+=


14/16

bP1

bPs

+=

Zapremina adsorbovanog gasa V

maxmax V

Vs1k Vsk V ===

bP1bPV

V max+

=

Langmuirova adsorpciona izoterma

b - konstanta karakteristina za svaki sistem,odreuje se empirijski

bP1bPVV max

+=

Jakaadsor pcija

Slabaadsorpcija

P

V


15/16

Dva granina sluaja:

1. Adsorpcija pri jako niskim pritiscima gasa bP1

maxmax bPVVbP1

bPVV =

+=

maxmax VVbP1

bPVV =

+=

Vmax kapacitet adsorbenta

zavisi od - povrine adsorbenta,- vrste adsorbenta i adsorbata- temperature

11

Freundlichova adsorpciona izoterma HemisorpcijaHemisorpcija Monomolekulski slojMonomolekulski sloj Empirijska jednaEmpirijska jednaina iz eksperimentalnih rezultataina iz eksperimentalnih rezultata

xx masa adsorbovanog gasamasa adsorbovanog gasamm masa adsorbentamasa adsorbentak, nk, n empirijske konstanteempirijske konstante

n1

kPm

x=


16/16

n1

kPm

x

= Plog

n

1k log

m

xlog +=

Poseban sluPoseban sluaj Langmuirove izoterme za srednje vrednosti pritiskaaj Langmuirove izoterme za srednje vrednosti pritiska1

n

101n

Adsorpcija Na Granici Faza

Documents

Transcript of Adsorpcija Na Granici Faza