Interfaz sólido-gas (adsorción)

caso especial:

sitios

adsorbato

adsorbentegrado de cubrimiento:

sitios ocupadossitios totales

isoterma de adsorción:

modelo de adsorción de Langmuir(cada choque conduce a adsorción):

cond. de eq.:

relación con la K del proceso:

punto de vista cinético:

punto de vista termodinámico:

los sitios libres y ocupados son ideales (no interactuan entre si)

asociativaej: N2 (Al2O3)

disociativaej: H2 (Pd)

Tipos de adsorción:

Adsorción disociativa:(ej. molécula diatómica homonuclear)

si p0 =(K’p)1/2 ( / p)p0 = ½ (K’p)-1/2 = si p es grande =1 (cubrimiento total)

Adsorción asociativa:

si p0 =(K*p) ( / p)p0 = K* = cte.

si p es grande =1 (cubrimiento total)

empieza a saturar

Modelos moleculares (ej: gases monoatómicos sobre sólidos)

N moléc. adsorbidas en A, M sitios localizados (M A)

localizado (vibración x-y-z en el sitio) o energía adsorción a 0K

Nº de configuraciones distinguibles para cada o,

descontando permutaciones que no conducen a nuevas microconfiguraciones

a ( p,V ) constante:

isoterma de Langmuir

Stirling

no localizado (vibración , translación en el área A )

gas bidimensional

Energía de adsorción:

notar que eq. adsorción condensación de un líquido

calor isostérico de adsorción

a cubrimiento cte.integrando, Clapeyron Clausius:

Multicapas ?Hasta ahora, Langmuir, la prob. de adsorción de 1 moléc. no altera la prob. de que se adsorba otra (no hay interacciones) la adsorción no debe ir más allá de 1 capa!

adS inevitablemente > 0, en general adH exotérmico

¿por qué se adsorben gases sobre sólidos a presiones a las que éstos no condensan?

un modelo de adsorción en multicapas debe considerar entalpías de adsorción diferentes para cada capa

Modelo de S. Brunauer, P. Emmet y E. Teller (BET):

1era. capa interacciona con la sup.

2da. capa interacciona con la 1era. capa ...

gas adsorbido en CNPT

gas adsorbido en la monocapa

V/Vm

x = p/pv

0 0.4 0.8

110

100C

V / Vm = C x (1-x)-1 (1 + [C-1] x )-1

si C >>1 (gases poco reactivos sobre sólidos

polares, donde vapH < adH ):

V / Vm = (1-x)-1

grafico

obtengo Vm y C

diverge!