Лекции по технологии глубокой переработки нефти в мотор- ные топлива: Учебное пособие. Спб.: Недра, 2007. 312 с

159
с кат-ром осуществляется лишь на его доступной для моле-
кул реагирующих в-в, т. н. реакционной, поверхности пос-
редством адсорбции. Удельная реакционная поверхность 
гетерогенного кат-ра определяется его пористой структурой, 
т. е. кол-вом, размером и характером распределения пор.
Однако не всякая поверхность твердого тела обладает 
катал. активностью. На поверхности одних веществ может 
происходить лишь физ. адсорбция, а др. — хемосорбция 
с более прочной хим. связью. Так, на поверхности активи-
рованного угля в-д и азот могут адсорбироваться лишь физи-
чески, а кислород и при высоких температурах в. п. подвер-
гаются хим. адсорбции и при их десорбции выделяются не 
О
2
и Н
2
О, а продукты их хемосорбции в виде СО, СО
2
и Н
2
. 
Это свидетельствует о том, что тип и прочность промежуточ-
ной (т. е. поверхностной) хим. связи обусловливаются хим. 
строением твердого тела, а также сродством последнего по 
отношению к молекулам реактантов.
Адсорбция, как физ., так и хим., обусловливается избы-
точной свободной энергией поверхности. Если валентные 
связи между атомами и ионами, расположенными внутри 
объема твердого тела, взаимно скомпенсированы (насыще-
ны), то такой компенсированности межмолекулярных сил на 
его поверхности (как и на поверхности жид-ти) не происхо-
дит. Кроме того, поверхность твердого тела не явл. идеально 
гладкой, а имеет многочисленные ультрамикроскопические 
выступы и углубления разл. форм в зависимости от геометрии 
кристаллической решетки. Сама кристаллическая решетка 
также не всегда идеальна и однородна, и на ней имеются разл. 
рода дефекты и примеси. Степ. компенсированности валент-
ных сил на разл. участках неоднородной поверхности твер-
дого тела различна и, следовательно, неоднородна адсорбц. 
активность этой поверхности. Наиб. активные участки (цен-
тры) поверхности будут более энергично адсорбировать 
(хемосорбировать) молекулы реактантов. Следовательно, 
адсорбция (хемосорбция) неоднородна.
Физ. и хим. адсорбции различаются между собой по 
след. признакам:
1. Теплоты физ. адсорбции всегда малы и близки к тепло-
там конденсации (10…50 кДж/моль). Теплоты же хемо-

160
сорбции близки к теплотам хим. р-ций (80…400 кДж/
моль и более).
2. Физ. адсорбция осуществляется обычно при низких t, 
близких к t конденсации адсорбата. Хим. адсорбция мо-
жет иметь место как при низких, так и гораздо более вы-
соких t.
3. Физ. адсорбция протекает практ. без энергии активации. 
Хемосорбция, подобно хим. р-ции, осуществляется со 
знач. энергией активации, и с повышением t ее скорость 
возрастает в соответствии с величиной энергии актива-
ции по закону Аррениуса.
4. Физ. адсорбция не обладает знач. специфичностью. Бла-
годаря этой особенности она используется для измерения 
удельной поверхности твердых кат-ров и твердых тел. 
В противоположность этому хемосорбция, вследствие 
своей хим. природы, очень специфична.
5. Физ. адсорбция всегда обратима, благодаря чему в сис-
теме может установиться равновесие адсорбция 
де-
сорбция. Хемосорбция может быть и необратимой. 
6. Физ. адсорбция может привести к обр-ю полимолекуляр-
ного слоя адсорбата. При хемосорбции, за нек-рым ис-
ключением, всегда образуется монослой сорбированных 
молекул. 
7. Физ. адсорбция всегда экзотермична, в то время как хе-
мосорбция может быть и эндотермической.
8. Под действием яда хемосорбция (и катал. р-ция) может 
подавляться полностью, в то время как адсорбция может 
протекать с заметной скоростью.
Для гетерогенного кат-за, протекающего на поверхности 
твердых кат-ров, имеют значение все формы адсорбции, од-
нако решаю щая роль в гетерогенном кат-зе принадлежит хе-
мосорбции: все гетерогенные КП начинаются с хемосорбции 
и заканчиваются практ. хемодесорбцией. Физ. адсорбция, хотя 
и не играет решающей роли в гетерогенном кат-зе, полезна как 
средство для иссл. пористой структуры твердых тел и удобна 
для определения удельной поверхности, формы и размеров 
пор, наличия закрытых пор и др. деталей геометрического 
строения пористых кат-ров и носителей, особенно в сочета-
нии с электронной микроскопией и ртутной порометрией.

161

жүктеу/скачать 3.43 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: