Вероятность прилипания

Вероятность прилипания — это вероятность того, что молекулы задерживаются на поверхности и химически адсорбируются. Из изотермы адсорбции Ленгмюра молекулы не могут адсорбироваться на поверхностях, когда места адсорбции уже заняты другими молекулами, поэтому вероятность прилипания можно выразить следующим образом:

$S=S_{0}(1-\theta )$

где $S_{0}$ - начальная вероятность прилипания и $\theta$ — доля покрытия поверхности в диапазоне от 0 до 1.

Аналогично, когда молекулы диссоциативно адсорбируются на поверхностях, вероятность прилипания равна

$S=S_{0}(1-\theta )^{2}$

Квадрат — потому, что для диссоциации 1 молекулы на 2 части требуется 2 центра адсорбции. Эти уравнения просты и их легко понять, но они не могут объяснить экспериментальные результаты.

В 1958 году П. Кислюк ^{[ 1 ]} представил уравнение вероятности прилипания, которое может объяснить экспериментальные результаты. В его теории молекулы оказываются в ловушке в состояниях-предшественниках физисорбции перед хемосорбцией . Затем молекулы встречаются с участками адсорбции, на которых молекулы могут химически адсорбироваться, поэтому молекулы ведут себя следующим образом.

Если эти места не заняты, молекулы делают следующее (вероятность указана в скобках):

химически адсорбируются на поверхности ( $P_{a}$ )
десорбируется с поверхности ( $P_{b}$ )
перейти в следующее состояние-предшественник ( $P_{c}$ )

и если эти сайты заняты, они

десорбируется с поверхности ( $P_{b}'$ )
перейти в следующее состояние-предшественник ( $P_{c}'$ )

Обратите внимание, что занятый сайт определяется как сайт, в котором имеется химически связанный адсорбат, поэтому по определению это будет $P_{a}'=0$ . Тогда вероятность прилипания, согласно уравнению (6) ссылки, равна ^{[ 1 ]}

$S=S_{0}\left(1+{\frac {\theta }{1-\theta }}K\right)^{-1}=S_{0}{\frac {1-\theta }{1+(K-1)\theta }}$

$K={\frac {P_{b}'}{P_{a}}}+P_{b}$

Когда $K=1$ , это уравнение по результату идентично изотерме адсорбции Ленгмюра .

Примечания

^ Перейти обратно: ^а ^б Кислюк, Павел (1957). «Вероятности прилипания газов, хемосорбированных на поверхности твердых тел». Журнал физики и химии твердого тела . 3 (1–2): 95–101. Бибкод : 1957JPCS....3...95K . дои : 10.1016/0022-3697(57)90054-9 .

Ссылки

Строение и основные свойства твердых тел и жидкостей. часть i. твердые вещества. Ирвинг Ленгмюр; Дж. Ам. хим. Соц. 38, 2221-95 1916 г. Ленгмюр, И. (1916). «Состав и основные свойства твердых тел и жидкостей. Часть I. Твердые тела» . Журнал Американского химического общества . 38 (11): 2221–2295. дои : 10.1021/ja02268a002 .

[kius-1] Перейти обратно: ^а ^б Кислюк, Павел (1957). «Вероятности прилипания газов, хемосорбированных на поверхности твердых тел». Журнал физики и химии твердого тела . 3 (1–2): 95–101. Бибкод : 1957JPCS....3...95K . дои : 10.1016/0022-3697(57)90054-9 .

[ 1 ]