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
7/25/2019 Adsorpcija Na Granici Faza
2/16
7/25/2019 Adsorpcija Na Granici Faza
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.
7/25/2019 Adsorpcija Na Granici Faza
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
7/25/2019 Adsorpcija Na Granici Faza
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
7/25/2019 Adsorpcija Na Granici Faza
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
7/25/2019 Adsorpcija Na Granici Faza
7/16
7/25/2019 Adsorpcija Na Granici Faza
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
7/25/2019 Adsorpcija Na Granici Faza
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
7/25/2019 Adsorpcija Na Granici Faza
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
7/25/2019 Adsorpcija Na Granici Faza
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)
7/25/2019 Adsorpcija Na Granici Faza
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
7/25/2019 Adsorpcija Na Granici Faza
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
+=
7/25/2019 Adsorpcija Na Granici Faza
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
7/25/2019 Adsorpcija Na Granici Faza
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=
7/25/2019 Adsorpcija Na Granici Faza
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
Top Related