Время адсорбции

Минимальным временем адсорбции можно считать период колебания молекулы в потенциальной яме, это время можно считать примерно одинаковым для всех молекул газаτ0=10-3 с.

Время адсорбции определяется теплотой адсорбации и определяется:

 

, (2.3)

здесь – теплота адсорбции.

Время адсорбции основных составляющих воздуха, при комнатной температуре 10-10с, а при 1 секунда.

Для паров воды и масел τа≈102 при Т=293К и τа≈1043 при Т=77К.

Для гелия (He) даже при 77К τа близко к минимальной (10-13). Поглощение его на гладких поверхностях становится заметным при Т<4K.

Для хемосорбции при теплотах более 100·106 Дж/кмоль, время адсорбции настолько велико, что адсорбционные процессы становятся необратимыми при комнатной температуре, при изменении давления газа над поверхностью адсорбента. Вернуть систему в первоначальное состояние можно лишь повышением температуры.

При физической адсорбции τа мало и наблюдается обратимость количества поглощенного газа в зависимости от давления в фазе. Время перехода молекул на поверхности из одной потенциальной ямы в другую, называется временем миграции и определяется:

(2.4)

 

Для больших τМ, молекулы газа локализованы и не перемещаются по поверхности тела. Число скачков, которые совершит молекула за время адсорбции

 

Средний путь

, (2.5),

где А – постоянная решетки.

За время адсорбции молекула газа, имеющая Qa=80·106 Дж/кмоль при Т=293 К, по поверхности тела с идеальной кубической решеткой, т. е. А=0,5; Z=0,5 Нм, совершит NM=2.5·107 скачков и пройдет LM=1,25 см.

При наличии дефектов поверхности путь может быть существенно длинее.