Χαρακτηριστικά Προσρόφησης Φυσιπροσρόφησης και Χημειρρόφησης

Η έννοια της προσρόφησης χωρίζεται σε 2 διαφορετικές κατηγορίες, δηλαδή τη Φυσιπροσρόφηση και τη Χημειορόφηση. Πριν βουτήξουμε στα λεπτομερή χαρακτηριστικά και των δύο αυτών τύπων, ενημερώστε μας τι σημαίνει Physisorption και Chemisorption.

1:Φυσιορρόφηση :Η φυσική απορρόφηση μπορεί να ονομαστεί ως η κατάσταση κατά την οποία το προσροφητικό υλικό συγκρατείται στην επιφάνεια του προσροφητικού από ασθενείς φυσικές δυνάμεις, δηλαδή τη δύναμη του Van Der Waals. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η φυσορρόφηση είναι επίσης γνωστή ως προσρόφηση του van der Waals.

Για παράδειγμα Προσρόφηση ενός στρώματος υδρατμού στην άνω επιφάνεια του silica gel. Ένα άλλο παράδειγμα που αντιπροσωπεύει τη Physisorption ίσως: 

• Προσρόφηση διαφόρων αερίων στο ανώτερο στρώμα ζωικού άνθρακα

Χαρακτηριστικά Φυσιπροσρόφησης: 

Όπως αναφέρθηκε, στη φυσιορόφηση το ανώτερο στρώμα του προσροφητικού προσελκύει το προσροφητικό με πολύ ασθενή φυσική δύναμη. Τώρα, αφήστε μας να ξέρουμε ποιες είναι όλες οι επιπτώσεις στη φυσικοπροσρόφηση όταν η θερμοκρασία, η πίεση, κ.λπ. παίζουν ρόλο.

1:Φυσική αλλαγή:Όπως όλοι γνωρίζουμε ότι στη φυσιορόφηση δεν σχηματίζεται χημικός δεσμός στην επάνω επιφάνεια του προσροφητικού. Έτσι, απλώς περνάει από μια φυσική αλλαγή. Ως εκ τούτου, ονομάζεται φυσική προσρόφηση ή φυσική προσρόφηση.

2:Μη ειδική φύση:Ένα άλλο χαρακτηριστικό της φυσιορόφησης είναι ότι καθώς η δύναμη του Van Der Waals είναι καθολική και δεν σχετίζεται με έναν συγκεκριμένο τύπο ουσίας, η φυσικορόφηση γίνεται μη ειδική στη φύση.

3:Αναστρέψιμη φύση:Ένα πολύ σημαντικό χαρακτηριστικό της φυσικορρόφησης είναι ότι είναι αναστρέψιμη στη φύση της. Με την αύξηση ή τη μείωση της εξωτερικής πίεσης ή θερμοκρασίας, η φυσορρόφηση μπορεί εύκολα να αντιστραφεί.

4:Επίδραση της θερμοκρασίας:Όταν μιλάμε για την επίδραση της θερμοκρασίας στην προσρόφηση, η φυσικορόφηση γενικά μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Αυτό συμβαίνει γιατί η ενέργεια ενεργοποίησης της φυσικοπροσρόφησης είναι σχεδόν ίση με μηδέν. Επομένως, ακόμη και αν η θερμοκρασία είναι πολύ χαμηλή, ο ρυθμός προσρόφησης παραμένει αμετάβλητος.

5:Επίδραση της πίεσης:Η φυσική απορρόφηση αυξάνεται με την αύξηση της πίεσης. Αυτό συμβαίνει επειδή όταν σε μια επιφάνεια αυξάνεται η πίεση, τα μόρια αρχίζουν να χτυπούν την επιφάνεια με μεγαλύτερη ένταση αυξάνοντας την επίδραση των φυσικών δυνάμεων στην άνω επιφάνεια του προσροφητικού.

6:Πολυστρωματική φύση:Η φυσορρόφηση είναι πολυστρωματική λόγω των ασθενών δυνάμεων με τις οποίες το προσροφητικό βοηθά το προσροφητικό. Οι ασθενείς δυνάμεις συγκρατούν το προσροφητικό υλικό με τέτοιο τρόπο ώστε να σχηματίζουν ένα στρώμα πάνω από το προσροφητικό, δίνοντάς του μια πολυστρωματική άποψη.

7:Φύση του προσροφητικού:Για τη φυσικορόφηση, γενικά χρησιμοποιούμε εύκολα υγροποιήσιμα αέρια, καθώς έχουν ισχυρότερες δυνάμεις έλξης van der Waals. Αέρια με ισχυρότερες δυνάμεις van der Waals είναι πολύ κατάλληλα για φυσικορόφηση.

8:Ενθαλπία Φυσιπροσρόφησης:Η Φυσιορρόφηση είναι μια εξώθερμη διαδικασία, αλλά, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φυσορρόφησης, η θερμότητα της προσρόφησης που εμπλέκεται σε αυτήν είναι αρκετά χαμηλή.

2:Χημειορόφηση: 

Προχωρώντας στον επόμενο τύπο προσρόφησης, θα μελετήσουμε τη χημειορόφηση. Η χημική απορρόφηση μπορεί να οριστεί ως όταν τα μόρια, τα ιόντα ή τα άτομα αερίων, στερεών ή υγρών συγκρατούνται στην άνω επιφάνεια του απορροφητικού μέσω ισχυρού χημικού δεσμού. Η χημική απορρόφηση είναι καλύτερη και μακράς διαρκείας από τη φυσικορρόφηση

Ακολουθούν μερικά παραδείγματα χημικής απορρόφησης: 

Παράδειγμα 1:Σκουριά του σιδήρου – Η σκουριά συγκρατεί την επάνω επιφάνεια του σιδήρου λόγω μιας ισχυρής χημικής αντίδρασης.

Παράδειγμα 2:Διαδικασία Haber – Σε αυτή τη διαδικασία, το άζωτο συνδυάζεται από τον αέρα με υδρογόνο που προέρχεται κυρίως από μεθάνιο (φυσικό αέριο) σε αμμωνία.

Χαρακτηριστικά Χημειορρόφησης: 

Τώρα έχουμε μια βασική γνώση για το τι είναι η χημειορόφηση και μερικά από τα παραδείγματά της. Τώρα, προχωρώντας περαιτέρω, ας μάθουμε τα χαρακτηριστικά της χημειορόφησης. : 

1:Χημική αλλαγή:Όπως υποδηλώνει το όνομα, η χημειορόφηση περιλαμβάνει το σχηματισμό ενός χημικού δεσμού μεταξύ του προσροφητικού και του προσροφητικού. Έτσι, κατά τη διαδικασία της χημικής απορρόφησης, συμβαίνει μια χημική αλλαγή.

2:Φύση του προσροφητικού:Ένα άλλο σημαντικό χαρακτηριστικό της χημικής απορρόφησης είναι ότι κατά τη χημειορόφηση, το προσροφητικό πρέπει να έχει την ικανότητα να σχηματίζει χημικό δεσμό με το προσροφητικό.

3:Μη αναστρέψιμη φύση:Σε αντίθεση με τη φυσιορόφηση, η χημειορόφηση είναι μη αναστρέψιμη στη φύση της λόγω μη αναστρέψιμης χημικής αλλαγής και του σχηματισμού χημικών δεσμών μεταξύ της επιφάνειας και των μορίων.

4:Επίδραση της θερμοκρασίας:Η διαδικασία της χημειορόφησης είναι εξώθερμης φύσης. Έτσι, είναι ευνοϊκό για χαμηλές θερμοκρασίες. Καθώς η θερμοκρασία κατά τη χημειορόφηση αυξάνεται, η έκταση της προσρόφησης πρώτα αυξάνεται και μετά μειώνεται.

5:Επίδραση της πίεσης:Η χημική απορρόφηση αυξάνεται με την αύξηση της πίεσης.

Κατά τη διαδικασία της χημικής απορρόφησης, σε υψηλότερη πίεση, τα μόρια του αερίου έλκονται προς την επιφάνεια του προσροφητικού και αξιοποιούν το σχηματισμό χημικών δεσμών.

6:Σχηματισμός μονομοριακών στρωμάτων στη Χημειρορόφηση:Η χημική απορρόφηση, όπως όλοι γνωρίζουμε, σχηματίζει χημικούς δεσμούς μεταξύ προσροφητικού και προσροφητικού. Έτσι, στη Χημειοσρόφηση σχηματίζεται ένα μονομοριακό στρώμα επειδή ο σχηματιζόμενος χημικός δεσμός παραμένει μόνο με το στρώμα των μορίων που έρχεται σε άμεση επαφή με την επιφάνεια του προσροφητικού.

7:Ενθαλπία Χημειορρόφησης:Η Χημειορόφηση είναι μια εξώθερμη διαδικασία. Όμως, κατά τη διαδικασία της χημικής απορρόφησης, η θερμότητα της προσρόφησης που εμπλέκεται σε αυτήν είναι υψηλότερη από αυτή της φυσικοπροσρόφησης.

8:Εξαιρετικά ειδική φύση:Η χημική απορρόφηση είναι εξαιρετικά ειδική στη φύση, επειδή συμβαίνει μόνο εάν είναι δυνατός ο σχηματισμός χημικού δεσμού μεταξύ του προσροφητικού και του προσροφητικού. Έτσι, δεν μπορούμε να εκτελέσουμε τη διαδικασία χημειορόφησης σε κάθε συνδυασμό προσροφητικού και προσροφητικού.

Συμπέρασμα: 

Με αυτό, τώρα γνωρίζουμε όλα τα χαρακτηριστικά και των δύο, φυσικορρόφηση και χημειορόφηση. Εκτός από αυτό, θα πρέπει επίσης να εστιάσετε σε θέματα όπως οι ισόθερμες προσρόφησης, οι θεωρίες της προσρόφησης κ.λπ. που εμπίπτουν στην προσρόφηση. Αυτά είναι μερικά από τα πιο σημαντικά θέματα όταν κάποιος προετοιμάζεται όχι μόνο για εξετάσεις IIT-JEE αλλά και για στοιχειώδεις εξετάσεις.