흡착은 흡착제 분자가 흡착제에 끌리는 표면 현상이다. 매력적인 상호 작용이 발생할 때 에너지 (열)가 항상 방출되기 때문에 흡착 반응은 발열 과정입니다. 흡착의 엔탈피는 하나의 흡착제 1 몰이 주로 흡착제 표면에 흡착 될 때 방출되는 열의 양입니다.
흡착 엔탈피
흡착 엔탈피는 흡착 공정 동안 방출되거나 사용되는 열의 양을 나타내는 열역학적 용어입니다. 흡착은 대다수의 경우 열역학적으로 유리한 메커니즘입니다. Van't Hoff 방정식은 흡착 엔탈피 노트를 수학적으로 표현하는 데 사용됩니다.
흡착 열은 하나의 두더지가 흡착제에 흡착 될 때 발생하는 열의 양입니다. 흡착은 런던 분산 힘의 주요 원인, 분자들 사이의 반 데르 발스 힘이다. 힘은 행성 사이의 자기력과 유사하게 작용합니다. 화학 흡착은 화학 결합의 형성이 필요하기 때문에 물리 흡착보다 흡착의 엔탈피가 더 높습니다.
흡착 메커니즘
흡착은 액체, 가스 또는 용해 된 고체로부터의 이온, 원자 또는 분자가 표면에 부착되는 반응이다. 이 과정은 흡착제 표면에 흡착 물 층을 형성합니다.
흡착제의 표면 입자가 벌크 입자와 같은 환경에 있지 않기 때문에 흡착이 발생합니다. 흡착제 전체에 걸쳐 입자 사이의 힘은 균형을 이루지 만, 그들의 종류가 동반되지 않기 때문에, 그것들은 불평등하거나 잔류의 힘을 나타냅니다. 흡착제 입자는 흡착제 힘에 의해 흡착제 입자의 표면으로 끌어 당겨집니다.
각 단위 질량의 흡착제 표면적이 특정 온도 및 압력에서 증가하면 흡착이 증가합니다. 흡착의 또 다른 중요한 특징은 흡착의 열입니다. 흡착 동안 잔류 표면력 또는 표면 에너지가 지속적으로 감소하여 열이 발생합니다.
흡착 엔탈피 예는 일정한 음성 엔탈피 변화와 함께 발열 반응이다. 흡착제 분자가 표면에 부착되면, 운동의 자유가 제한되어 엔트로피가 감소합니다. 흡착은 일정한 온도와 압력에서 자발적으로 발생하기 때문에 Gibbs 자유 에너지는 유사하게 감소합니다.
흡착 유형
흡착은 흡착제의 분자를 흡착제의 표면으로 유지하는 힘의 특성에 기초하여 분류된다. 두 가지 유형의 흡착, 물리적 및 화학적 흡착이 있습니다.
물리 흡착 (물리 흡착)
물리적 흡착은 반 데르 발스 힘과 같은 물리적 과정에 의해 흡착제 입자가 흡착제 표면에 부착 될 때 발생한다. 인력은 약하기 때문에 온도가 증가하거나 압력 감소로 쉽게 대응할 수 있습니다. 물리적 흡착은 가역적이거나 감소합니다. 흡착 엔탈피는 흡착제와 흡착제 입자 사이의 매력적인 상호 작용이 약하기 때문에 낮습니다 (Van der Waals Forces)
물리 흡착의 특징
- 표면에 흡착 될 수있는 가스 유형에 제한이 없습니다.
- 주류가 높은 가스는 물리적으로 더 강하게 흡착 된 것으로 나타났습니다.
- 그것은 가역적이며 압력과 온도에 의존합니다. 압력 증가는 가스 부피를 감소시켜 분자 흡착을 향상시킵니다. 압력이 감소하면 고체 표면의 가스 분자가 제거됩니다.
- 흡착 과정의 발열 특성으로 인해 물리적 흡착은 저온에서 빠르게 발생하며 온도 상승 (Le-Chatelier의 원리)으로 감소합니다.
- 다공성 물질은 더 큰 표면적이 흡착을 용이하게하기 때문에 우수한 흡착제입니다.
- 활성화는 에너지가 필요하지 않습니다.
화학 흡착 (화학 흡착)
화학 흡착 또는 화학 흡착은 흡착제 분자가 화학력 또는 화학적 결합에 의해 흡착제의 표면에 결합 될 때 발생합니다. 화학 반응은 흡착제 분자와 흡착제 사이의 표면에서 발생합니다. 이것은 돌이킬 수없는 유형의 흡착입니다. 흡착제와 흡착제 입자 사이의 매력은 강한 화학적 결합에 기초하여, 흡착의 몰수가 높다.
.화학 흡착의 특징
- 과정이 본질적으로 구체적이라는 사실은 흡착제와 흡착제 사이에 화학적 결합이 형성되는 경우에만 발생한다는 것을 의미합니다.
- 절차는 돌이킬 수 없습니다.
- 온도를 증가시키는 것은 발열 반응입니다.
- 저온에서는 더 느리게 발생하지만 압력이 높으면 더 빨리 발생합니다.
- 표면적은 화학 흡착이 발생하는 속도와 직접 관련이 있으며 표면적이 증가함에 따라이 속도가 증가합니다.
- 화학적 결합 형성으로 인해 흡착 엔탈피가 높습니다.
- 특정 양의 활성화 에너지가 필요합니다.
결론
흡착 엔탈피는 흡착제 표면의 에너지 가변성을 결정하는 데 중요한 메트릭입니다. 등경 흡착은 흡착제에서 흡착 공정의 흡착 메커니즘에 대한 통찰력을 제공하는 데 필수적인 매개 변수입니다. 흡착 성이 흡착제의 고체 표면에서 부착되거나 분리 될 때 방출 된 열의 양으로 정의됩니다. 흡착 엔탈피는 열역학을 사용하여 직접 추정되거나 다양한 온도에서 기록 된 흡착 메커니즘의 열역학 Clausius – Clapeyron 방정식을 사용하여 계산됩니다.
