ANG2345623

Rys. 1.1. Warstwa powierzchniowa na granicy fa:

wana jest fizyczna, natomiast adsorpcja chemiczna związana jest z udziałem elektronów pochodzących od adsorbentu i adsorbatu.

Adsorpcja chemiczna charakteryzuje się wydzielaniem ciepła adsorpcji o dużych wartościach adsorpcji, rzędu dziesiątek lub setek KJ/mol, trudną desorpcją (proces odwrotny do adsorpcji) i jednocząsteczkową warstwą adsurpcyjną. Adsorpcja chemiczna jest więc procesem, w którym cząsteczki adsorbatu tworzą z adsorbatem jednolity układ.

1.2. Oddziaływania międzycząstaczkowe

W adsorpcji fizycznej natura oddziaływali adsorbent-adsorbat ma charakter oddziaływań międzycząsteczkowych, Do tej pory nie poznano dokładnie ich natury i brakuje jednej ogólnej teorii wyjaśniających te zjawiska. Z tego względu przyjmuje się, że energia oddziaływania jest wypadkową wszystkich oddziaływań składowych. Oddziaływania te zależą zarówno od rodzaju cząsteczek adsorbatu, jak i charakteru powierzchni adsorbatu. W celu usystematyzowania powyższych oddziaływań podzielono je na niespecyficzne i specyficzne.

Oddziaływania niespecyficzne zwązane są z efektem dyspresyjnym zwanym efektem Londona, polegającym ua tworzeniu się przejściowych dipoli powstających i zanikających wskutek ruchu elektronów w obrębie każdego atomu wchodzącego w skład cząsteczki. Przemieszczenie elektronów' w atomie powoduje zmianę gęstości elektronowej, a to z kolei spowodować mozc wzajemne przyciąganie cząsteczek.

Oddziaływania specyficzne związane są ze szczególnym lokalnym rozmieszczeniem gęstości elektronowej na krańcach cząsteczek. Rozsunięcie to powoduje powstanie w cząsteczkach lokalnych, zagęszczeń ładunków dodatnich i ujemnych.

Wyróżnić tutaj można efekt orientacji cząsteczek-dipoli zwanym efektem Keesoma. Orientacja tego typu jest charakterystyczna dla cząsteczek polarnych (trwałych dipoli). Energia oddziaływania między takimi

dipolami zależy od ich wzajemnej orientacji. Typowymi dipolami trwałymi są cząsteczki wody i jeżeli znajdą się one w polu sitowym polarnych adsorbentów, to zostają odpowiednio zorientowane i wówczas może nastanie ich zagęszczenie na powierzchni adsorbentu.

Inny efekt zwany indukcyjnym lub efektem Doby eto polega na tyra, że cząsteczki niepolarne mogą zyskać polamość indukowaną, dostając się w pole siłowe adsorbenta lub innych polarnych cząsteczek. Dla zilustrowania wielkości wymienionych efektów działających w niektórych cząsteczkach zestawiono ich energię w tabeli 1.1 [1].

W przypadku adsorpcji jonów należy również uwzględnić oddziaływanie elektrostatyczne (efekt Coulomba),

Tabela 1.1. Względna wartości efektów wzajemnego oddziaływania cząsteczek

Adsorbat	Efekt Keesoma	Efekt Dobyci	Efekt Londomi
Ha	' 0	0	10
Na	0	0	60
ciu	0	0	120
co	0,003	0,03	70
NHj	80	10	90
H2O	100	10	50

S&itabba

Podział cząsteczek adsorbatu w zależności od charakteru oddziaływań mlędzycząsteczkowych

Wzajemne oddziaływania między cząsteczkami można klasyfikować według różnych kryteriów. Jednym z nich może być uszeregowanie cząsteczek oparte na ich podatności do tworzenia wiązań wodorowych. W tabeli 1.2 przedstawiono przykłady związków chemicznych (rozpuszczalników) oraz ich zdolności do tworzenia wiązań wodorowych (2,3].

Inny podział cząsteczek został dokonany przez Kisielewa 14], który biorąc pod uwagę rozłożenie gęstości elektronowej w wiązaniach i ugrupowaniach cząsteczek, wyróżnił czteiy grupy cząsteczek i oznaczył je literami A, B, C, D.

Cząsteczki grupy A. Do tęj grupy należy zaliczyć cząsteczki a powłokach kulistych, jak np. w gazach szlachetnych. Można również zaliczyć tutaj cząsteczki węglowodorów nasyconych (zawierają jedynie wiązania a).

Cząsteczki grupy B to cząsteczki, w których ładunek ujemny skupiony jest na krańcach wiązań lub ugrupowań. Do tej grupy zaliczyć można węglowodory nasycone, aromatyczne i związki zawierające wiązania n

13