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Abb. 8.13
a
Schemaskizze zur Adsorption an Oberflächen Adsorbens
a
, Adsorbat an der Grenz-
fläche
b
Gasphase bzw. Lösung mit Adsorptiv
c
.
b
Energieflussbild bei der Adsorption.
d
Abstand,
E
Energie,
E
b
Adsorptionsenergie,
1
Reflexion und
2
Adsorption
häsion. Die Adsorption ist damit ein exothermer Vorgang, bei dem sowohl die Kondensa-
tionsenthalpie ∆
h
C
als auch die Bindungsenthalpie ∆
h
bin
freigesetzt wird.
(8.14)
h
Ad
h
C
h
bin
.
=
+
Der Anteil der Kondensationsenthalpie liegt je nach Beladung im Bereich von 50-100 %.
Man wählt deshalb ein Adsorptiv mit möglichst hoher relativer Verdampfungs- bzw. Kon-
densationsenthalpie, weil dadurch die Effizienz des thermodynamischen Kreisprozesses
größer ist. Die Tab.
8.4
gibt einen Überblick über die charakteristischen Eigenschaften der
Physisorption und der Chemisorption.
Die Adsorptionsenergie der Physisorption macht sie als solares Speichermedium at-
traktiv. Chemische Bindungen innerhalb eines adsorbierten Teilchens bleiben bestehen,
werden jedoch polarisiert. Für diese Gleichgewichtsreaktion kann man eine Reaktionsglei-
chung zwischen dem Stoff, der adsorbiert wird (Adsorbat oder Adsorptiv), der Oberfläche
des Festkörpers (Adsorbens) und dem Adsorbat aufstellen:
−→
←−
A
(
ads
)
(8.15)
+
O
A
(
gas
)
worin
A
(
gas
)
die Teilchen in der Gasphase bzw. in Lösung (Adsorptiv),
A
(
ads
)
die Teilchen
auf der Oberfläche (Adsorbat) und
O
die freien Oberflächenplätze des Adsorbens sind.
Treffen Teilchen, wie in der Abb.
8.13
a dargestellt, auf die Oberfläche, werden diese ent-
weder reflektiert oder adsorbiert. Adsorption tritt auf, wenn die Teilchen ihre kinetische
Energie und die Adsorptionsenergie (
E
b
) abgeben können, die in Form von Wärme frei
wird (s. Abb.
8.13b
). Die Reaktion ist also exotherm. Die Adsorption ist reversibel, da die
Teilchen mit ähnlich viel Energie die Oberfläche wieder verlassen können und die Reakti-
on meist nicht durch Übergangszustände gehemmt wird. Die Aktivierungsenergie (
E
a
) der
Reaktion entspricht der Adsorptionsenergie (
E
b
). Adsorbierte Teilchen haben keinen fixen
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