Adsorption von Gasen an Feststoffen

Adsorption ist ein Prozess, bei dem Moleküle, sogenannte Adsorbate, an einer Oberfläche haften, die als Adsorbent bezeichnet wird. Dieser Prozess kann als Physisorption oder Chemisorption klassifiziert werden.

Die Physisorption beinhaltet schwache intermolekulare Kräfte und ist unspezifisch, während die Chemisorption starke chemische Bindungen bildet und sehr spezifisch ist. Zum Beispiel adsorbiert Stickstoff physikalisch auf jeden Feststoff bei niedrigen Temperaturen, aber seine Chemisorption hängt vom Feststofftyp ab.

Die Chemisorption bildet eine Monoschicht auf der Oberfläche, während die Physsorption Multischichten durch intermolekulare Wechselwirkungen erzeugt. Nachdem die Chemisorption jedoch eine Monoschicht auf der Oberfläche gebildet hat, kann die Physsorption zusätzliche Schichten darauf aufbauen.

Interessanterweise dissoziieren bestimmte Gase, wie Wasserstoff, meist bei der Chemisorption, während andere, wie Ammoniak, ohne Dissoziation chemisorben.

Die Adsorptionsrate wird als Produkt aus der Adsorptionsgeschwindigkeitskonstante, der Gaskonzentration und der Anzahl verfügbarer Adsorptionsstellen angegeben.

Die Oberflächenbedeckung, dargestellt als θ, wird aus dem Verhältnis