Adsorpcja gazów na ciałach stałych

Adsorpcja to proces, w którym cząsteczki, zwane adsorbanami, przyczepiają się do powierzchni, zwanej adsorbentem. Proces ten można zaklasyfikować jako fizysorpcję lub chemisorpcję.

Fizysorpcja wymaga słabych sił międzycząsteczkowych i jest niespecyficzna, podczas gdy chemisorpcja tworzy silne wiązania chemiczne i jest wysoce specyficzna. Na przykład azot fizycznie adsorbuje na dowolnym ciele stałym w niskich temperaturach, ale jego chemisorpcja zależy od rodzaju ciała stałego.

Chemisorpcja tworzy monowarstwę na powierzchni, podczas gdy fizysorpcja tworzy wielowarstwy w wyniku interakcji międzycząsteczkowych. Jednak po utworzeniu monowarstwy przez chemisorpcję na powierzchni, fizysorpcja może budować kolejne warstwy na jej powierzchni.

Co ciekawe, niektóre gazy, jak wodór, zwykle dysocjują się po chemisorpcji, podczas gdy inne, jak amoniak, chemisorbują bez dysocjacji.

Szybkość adsorpcji wyraża się jako iloczyn stałej szybkości adsorpcji, stężenia gazu oraz liczby dostępnych miejsc adsorpcji.

Pokrycie powierzchni, oznaczane jako θ, oblicza się na podstawie stosunku objętości adsorbanu adsorbowanego do objętości adsorbanu wymaganej do pełnego pokrycia monowarstwą.