Elméleti fizikai kémia II. Adszorpció God created bulk but the Devil created surface Wolfgang Pauli.

Hasonló dokumentumok
Kolloid rendszerek definíciója, osztályozása, jellemzése. Molekuláris kölcsönhatások. Határfelüleleti jelenségek (fluid határfelületek)

Doktori értekezés. Abrankó-Rideg Nóra TENZIDEK FOLYADÉK/GÁZ HATÁRFELÜLETEN KIALAKULT ADSZORPCIÓS RÉTEGÉNEK VIZSGÁLATA SZÁMÍTÓGÉPES SZIMULÁCIÓVAL

Fizika II. (Termosztatika, termodinamika)

Bevezetés a kémiai termodinamikába

Határfelületi jelenségek: fluid határfelületek

VIII. ELEKTROMOS ÁRAM FOLYADÉKOKBAN ÉS GÁZOKBAN

Elméleti fizikai kémia II. Felületek termodinamikája nts/tamop/mfk/ch05.html

Szennyvíztisztítási technológiai számítások és vízminőségi értékelési módszerek

Termodinamikai állapot függvények és a mólhő kapcsolata

A Tömegspektrométer elve AZ ATOMMAG FIZIKÁJA. Az atommag szerkezete (40-44 oldal) A tömegspektrométer elve. Az atommag komponensei:

1. Mintapélda, amikor a fenék lekerekítési sugár (Rb) kicsi

A döntő feladatai. valós számok!

Folyadék-gáz, szilárd-gáz folyadék-folyadék és folyadék-szilárd határfelületek. Adszorpció és orientáció a határfelületen. Adszorpció oldatból és

Analízis elo adások. Vajda István október 3. Neumann János Informatika Kar Óbudai Egyetem. Vajda István (Óbudai Egyetem)

JAVASLAT NÓGRÁD MEGYEI ÖNKORMÁNYZAT KÖZGYŰLÉSÉNEK ELNÖKE. Az előterjesztés törvényes: dr. Barta László

[MECHANIKA- HAJLÍTÁS]

A MŰSZAKI MECHANIKA TANTÁRGY JAVÍTÓVIZSGA KÖVETELMÉNYEI AUGUSZTUS

Természettudomány témakör: Atomok, atommodellek Anyagok, gázok

+ - kondenzátor. Elektromos áram

7. VIZES OLDATOK VISZKOZITÁSÁNAK MÉRÉSE OSTWALD-FENSKE-FÉLE VISZKOZIMÉTERREL

Az elektromos kölcsönhatás

1-2. melléklet: Állóvíz típusok referencia jellemzői (11, 13)

Ahol az áramtól átjárt vezetőre (vagy mágnestűre) erő hat. A villamos forgógépek, mutatós műszerek működésének alapja

VÁLASZOK A FIZKÉM I ALAPKÉRDÉSEKRE, KERESZTÉVFOLYAM 2006

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

A mechanika alapjai. A pontszerű testek dinamikája. Horváth András SZE, Fizika és Kémia Tsz szeptember 29.

Kooperáció és intelligencia

Mágneses szuszceptibilitás vizsgálata

KÉMIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

A vas-oxidok redukciós folyamatainak termodinamikája

Reológia 2. Bányai István DE Kolloid- és Környezetkémiai Tanszék

Analízis elo adások. Vajda István szeptember 24. Neumann János Informatika Kar Óbudai Egyetem. Vajda István (Óbudai Egyetem)

[GVMGS11MNC] Gazdaságstatisztika

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Trigonometria

B1: a tej pufferkapacitását B2: a tej fehérjéinek enzimatikus lebontását B3: a tej kalciumtartalmának meghatározását. B.Q1.A a víz ph-ja = [0,25 pont]

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Elektrokémia 03. Cellareakció potenciálja, elektródreakció potenciálja, Nernst-egyenlet. Láng Győző

A nyugalomban levő levegő fizikai jellemzői. Dr. Lakotár Katalin

METROLÓGIA ÉS HIBASZÁMíTÁS

Ahol mindig Ön az első! Segítünk online ügyféllé válni Kisokos

1. Metrótörténet. A feladat folytatása a következő oldalon található. Informatika emelt szint. m2_blaha.jpg, m3_nagyvaradter.jpg és m4_furopajzs.jpg.

A mérés célkitűzései: Kaloriméter segítségével az étolaj fajhőjének kísérleti meghatározása a Joule-féle hő segítségével.

Javítóvizsga témakörei matematika tantárgyból

Lineáris algebra gyakorlat

FIZIKAI KÉMIA KOHÓMÉRNÖK MESTERKÉPZÉS LEVELEZŐ

SZAKÁLL SÁNDOR, ÁsVÁNY- És kőzettan ALAPJAI

A bankközi jutalék (MIF) elő- és utóélete a bankkártyapiacon. A bankközi jutalék létező és nem létező versenyhatásai a Visa és a Mastercard ügyek

Merev test mozgása. A merev test kinematikájának alapjai

Előgyergyártott konzolos és konzolos támfalas közlekedési vasbeton elemcsaládok a kerékpáros és gyalogos közlekedési területek növelésére

2011. március 9. Dr. Vincze Szilvia

Vasúti menetrendek optimalizálása

Környezetvédelmi analitika

MŰSZAKI TUDOMÁNYI DOKTORI ISKOLA. Napkollektorok üzemi jellemzőinek modellezése

Villamos kapcsolókészülékek BMEVIVEA336

Programozás I gyakorlat

Anyagszerkezet és vizsgálat. 3. Előadás

Spontaneitás, entrópia

Osztályozó és Javító vizsga témakörei matematikából 9. osztály 2. félév

KÉMIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Játékok (domináns stratégia, alkalmazása

Lendület, lendületmegmaradás

Optikai elmozdulás érzékelő illesztése STMF4 mikrovezérlőhöz és robot helyzetérzékelése. Szakdolgozat

Komplex számok szeptember Feladat: Legyen z 1 = 2 3i és z 2 = 4i 1. Határozza meg az alábbi kifejezés értékét!

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK KÖZÉPSZINT Függvények

Hitelderivatívák árazása sztochasztikus volatilitás modellekkel

Philosophiae Doctores. A sorozatban megjelent kötetek listája a kötet végén található

Leier árokburkoló elem

Leica DISTOTMD510. X310 The original laser distance meter. The original laser distance meter

/11 Változtatások joga fenntartva. Kezelési útmutató. UltraGas kondenzációs gázkazán. Az energia megőrzése környezetünk védelme

BUDAPESTI MŰSZAKI EGYETEM Anyagtudomány és Technológia Tanszék. Hőkezelés 2. (PhD) féléves házi feladat. Acélok cementálása. Thiele Ádám WTOSJ2

HIBAJEGYZÉK az Alapvető fizikai kémiai mérések, és a kísérleti adatok feldolgozása

A természetes folyamatok iránya (a folyamatok spontaneitása)

Üresként jelölt CRF visszaállítása

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

Tevékenység: Olvassa el a fejezetet! Gyűjtse ki és jegyezze meg a ragasztás előnyeit és a hátrányait! VIDEO (A ragasztás ereje)

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR DOKTORI ISKOLA VEZETŐ: MTA rendes tagja TÉMACSOPORT VEZETŐ: MTA rendes tagja TÉMAVEZETŐ: egyetemi docens

Egy emelt szintű érettségi feladat kapcsán Ábrahám Gábor, Szeged

Termodinamikai bevezető

Bevezetés az ökonometriába

2. személyes konzultáció. Széchenyi István Egyetem

Halmazállapot változások. Folyadékok párolgása. Folyadékok párolgása

xdsl Optika Kábelnet Mért érték (2012. II. félév): SL24: 79,12% SL72: 98,78%

Áramlástechnikai gépek soros és párhuzamos üzeme, grafikus és numerikus megoldási módszerek (13. fejezet)

FIZIKAI KÉMIA TANTÁRGYI KOMMUNIKÁCIÓS DOSSZIÉ MISKOLCI EGYETEM MŐSZAKI ANYAGTUDOMÁNYI KAR KÉMIAI TANSZÉK. Fizikai kémia kommunikációs dosszié

ELLENÁLLÁSOK PÁRHUZAMOS KAPCSOLÁSA, KIRCHHOFF I. TÖRVÉNYE, A CSOMÓPONTI TÖRVÉNY ELLENÁLLÁSOK PÁRHUZAMOS KAPCSOLÁSA. 1. ábra

1.Tartalomjegyzék 1. 1.Tartalomjegyzék

MATEMATIKA HETI 3 ÓRA

Az indukció. Azáltal, hogy ezt az összefüggést felírtuk, ezúttal nem bizonyítottuk, ez csak sejtés!

Az entrópia statisztikus értelmezése

A mérések eredményeit az 1. számú táblázatban tüntettük fel.

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2011/2012. tanév. Kémia II. kategória 2. forduló. Megoldások


Szerves vegyületek megoszlási jellemzőinek és adszorpciós tulajdonságainak kutatása

Biostatisztika e-book Dr. Dinya Elek

Tökéletes gázok adiabatikus rev. változásának állapotegyenlete. A standard entalpia hőmérsékletfüggése

MSZ EN MSZ EN

A légzés élettana I.

Bár a digitális technológia nagyon sokat fejlődött, van még olyan dolog, amit a digitális fényképezőgépek nem tudnak: minden körülmények között

Nyeregetetős csarnokszerkezetek terhei az EN 1991 alapján

ELTE II. Fizikus, 2005/2006 I. félév KISÉRLETI FIZIKA Hıtan 15. (XII.14) Irreverzibilis termodinamika Diffúzió

Átírás:

Elmélet fzka kéma II dszorpcó God created bulk but the Devl created surface Wolfgang Paul.

Felület feszültség felület molekulákra anzotrop erőtér hat. Egy befelé húzó nettó erő hat, am annál nagyobb mnél nagyobb az aszmmetra. Mután kalakul a mnmáls felszín, a mechanka egyensúly, az eredő erő nulla, a felszín nagysága nem csökken tovább. Növeléséhez energa kell. z az erő amely összetartja a felszínt jellemző az anyagra Egységny felület szabadentalpája, J/m 2 dg d n, p, T összehúzó erő mnmáls nagyságú felületet alakít k. De ez nem a felület feszültség!!!! felület feszültség egységny új felület kalakulásához szükséges munka zoterm reverzbls körülmények között, állandó n, p, V mellett tszta folyadékok esetében. G = (tszta folyadéknál nncsenek egyéb tagok, pl. koncentrácó-változás) mndg poztív ezért a felület,, csak csökkenhet önként ameddg lehet.

dszorpcó Fzka kéma alapkurzus Gyakorlatlag csak a gázok szorpcója (Langmur, BET) Kollodka alapkurzus dszorpcó folyadék gáz felületen Itt a Gbbs-zotermát vettük alapul (de mnek!) Gbbs-zotermával adszorpcó termodnamka leírása kssé komplkált és nem ntegrálható egyenlethez vezet. Fogalom: rendszer egy komponensének koncentrácója ksebb, vagy nagyobb a határfelületen, mnt a tömbfázsban.

határfelület fogalmának pontosítása határfelületek fgyelembevétele esetében a fázstörvény nem érvényes. Extenzív paraméterre (G,U,H,n ) B=B + B + B Két megközelítés létezk: a felület fázs és a felület többlet alkalmazása. -fázs -fázs -fázs -fázs pros vonal b=b/v (ntenzív def.) ntenzív sajátság értéket mutatja az x távolság függvényében

felület fázs modell -fázs Felület fázs: két matematka határfelülettel defnált kváz harmadk fázs, amelynek olyan vastagnak kell lenn, hogy mnden zavaró hatás ezen belül legyen. -fázs -fázs kérdés, hogy m az ntenzív változó értéke a felület fázson belül.

felület többlet modell. felület többlet: a felület egy matematka határfelület; a tömbfázsok megtartják eddg az ntenzív sajátságakat ez a modellrendszer és az extenzívjek számítottak, a valós pedg a rendszerekben (fázsokban) mértek: B többlet = B = B valós- B modell Fontos: a térfogat kvétel, az mndg a tömbfázsokhoz tartozk

Nem degen a koncepcó: a feszültség felülete (Young 1805) felület feszültségnél hallgatólagosan defnáltuk a feszültség felületét mnt matematka felületet.

Példák Általánosságban B legyen extenzív és b az ntenzív párja, pl. b=b/v B modell = b V + b V B = B valód -(b V + b V ) Példa: az anyagmennység koncentrácó pár c =n /V n modell = c V + c V n = n -(c V + c V ) felület többlet modellt Gbbs fejlesztette k, és ez az elterjedtebb. De ez nem azt jelent, hogy ez a valóság. Egyszerűen többen feszültek nek a kérdésnek, és számomra (és a többség számára) ez a legérthetőbb.

dszorpcó a határfelületen n P N n többlet mennység BCD terület = n az fázsban (modell), N a görbe felett terület DEFG terület = n az fázsban (modell), P a görbe alatt terület Ha ráfogjuk BD-re a határfelületet, akkor poztív szorpcó van: n = P(tt a valós érték nagyobb)-n (tt a valós érték ksebb). ha HJ-re tesszük, akkor negatív, amnt a nylak jelzk. valós érték a görbe vonal alatt terület

Gbbs konvencó: az elválasztó felület Legyen egy fő komponens és arra gaz legyen a matematka határfelületen, hogy =n / = 0 ahol a felület többlet koncentrácó konvencó módja a kényelem Pl. etanol víz elegy (40 %?) a vízre negatív az etanolra poztív. ddg toljuk a határfelületet a folyadék rányába, amíg a víz többletkoncentrácója zérus.

Gbbs-konvencó alkalmazása I. Rendszer V térfogatú és két fázsú, α és -fázs: V = V α + V Két komponensű: és B de a B helyett az általánosság kedvéért -t használunk

Gbbs-konvencó és a relatív adszorpcó Relatív adszorpcó két anyag mennységének vszonya és elmnálunk belőle mndent am határfelület pozícójától függ Ez osztva -val a relatív adszorpcója -nek - hoz képest: Ha =0 akkor = (Gbbs) n n c V ( c c ) V mert V V V n n c V ( c c ) V n n c c c c c c n c V n cv c c c c c Független a határfelület helyétől. c Csak az fázst nézzük!

levezetés részlete n c c n c V c c n ( ) n,valós c V, valós ( ) ( ) ( ) c c c c n n ( c c ) ( c c ) n,valós n c V, valós c V Mndegy hogyan defnáljuk, csak egyformán kell! Gyakorlatlag, am a másk fázsban van az felület többlet.

Termodnamka potencálfüggvények 1. (smétlés) z adszorpcós zoterma levezetése z első főtétel: a határfelület két fázs között van, és. munkavégzés összetevődk a térfogat munkából, az összetétel változásából és a határfelület méretének változásból: dw p dv p dv d dn du dq dw TdS p dv p dv d dn H U p V p V 1 dh Td S + V dp V dp d dn N N 1 N 1

Termodnamka potencálfüggvények 2 (smétlés) G G( T, p,, n, n,... n ) 1 2 k G G G G dg dt dp d dn T p n p, n,,, 1 Tn T p n T, p, n G G S T p pn, Tn, G G RT ln c n T, p, n T, p, n k V j 0 j természet vszonylagos stabltása dg SdT Vdp d dn N 1

Gbbs-zoterma, szabadentalpa többlet k dg SdT Vdp d dn dg dg dg dg S S S dt V dp V dp d dn dn dn 1 dg d dn def. G n dg d d dn n d 0 d n d következmény: d d d d RTd ln c mert egyensúlyban egyezk az oldattal d dln c RT

Gbbs-zoterma egy oldott anyagra két fázsra d d ln RT c dln c B B Gbbs-konvencó az =2 esetre B 1 d cb d RT d ln( c ) RT dc B B Ezt tanultuk! dszorpcó oldatokból.

M a helyzet a Langmur-zotermával? Szyszkowsk egyenlet: b ln(1 c / a) B B 1 d cb d RT d ln( c ) RT dc B B Beírva a Gbbs-egyenletbe és dfferencálva és Bc B 1 c 1/ a B B b RT

Langmur - zoterma Kp ka n K 1 Kp k n d

Felület folyamatok sebessége: pl. dsszocatív kemszorpcó 1. Dffúzó a felületre (oldatbel probléma) 2. dszorpcó-deszorpcó (Langmur) 3. ktvált adszorpcó (E-R) 4. Dffúzó a felületen (L-H) 5. Deszorpcó a felületről. Z w p (2 mkt ) 1/2 Maxmáls adszorpcós sebesség 2 molekula dsszocatív kemszorpcója. felső esetben a szorpcó sebessége a s.m.l. z alsó esetben lehet kéma reakcó aktválása.

Langmur-féle knetka zoterma d kan 1 p dt d kn d dt n Kp k K N 1 Kp k a d 1. z aktív helyek egymástól függetlenek 2. z egyensúly beáll 3. Nncs másodk szorpcós réteg

ktvált adszorpcó (Langmur-típus) B + B az adszorpcó során dsszocál d 2 ka N 1 p dt d 2 kd N dt 1/2 n Kp K 1/2 N 1 Kp k k a d 2. Mndkét részecskének helyet kell találn 3. két részecskének ütközn kell a deszorpcóhoz. deszorpcó mndg aktvált folyamat.

Heterogén katalízs Összevetés: a kéma reakcó sebességét vethetjük össze az aktválás paraméterek nem mndg rányadók Tpkus értékek: q* ~ 10 27 cm -3 C s ~ 10 15 cm -2 Vagy nagyon nagy felület vagy nagy aktválás energa különbség kell (70 kj, 300 K) v v ho he kt q* B e h q q kt 1 h q q B B E RT B c e E E 0, ho E RT 0, he 0, h 0, ho vhe c s RT RT 12 ( E0) ln ln e 10 v q * RT ho s

Néhány példa HI bomlás felület E a /kj mol -1-184 arany 105 platna 140 N 2 O bomlás - >250 arany 120 platna 136 CaO 146 l 2 O 3 123 NH 3 bomlás - >340 W 162 Mo 134-180

Mechanzmus 1 (Langmur-Hnshelwood, LH) k + B P v k v K p K p ; 1 K p K p 1 K p K p B B B B B B B B kk K p p 1K p B B K p B B 2 1. Gyéren fedett felület: a nevező 1 lesz mert K p << 1. reakcó knetkalag másodrendű lesz. Igen gyakor 2. z egyk () gyengén kötődk (K p << (1+ K B p B )) akkor akkor maxmum van a p B függvényében (CO 2 +H 2 (platna)) 3. Ha B erősen kötődk, akkor -1 rendű lesz B-re (CO + O 2, kvarc, platna)

(Langmur) Eley-Rdeal (ER) mechanzmus + B v v 1 kk p p 1 K p B k P kkppb K p K p B B v kp B Ez valójában egy szélsőséges eset, amkor B egyáltalán nem kötődk. Ez rtkán fordul elő, és ha B kötődk, akkor a LH mechanzmus s megtörténk, lletve párhuzamosan meg a két folyamat. Ilyenkor vegyes rendű reakcók jönnek létre.