吸着の概念は、物理吸着と化学吸着の 2 つの異なるカテゴリに分類されます。これら両方のタイプの詳細な特徴に飛び込む前に、物理吸着と化学吸着が何を表しているのかを教えてください.
1:物理吸着 :物理吸着とは、弱い物理的な力、つまりファン デル ワールス力によって吸着物が吸着剤の表面に保持されている状態と言えます。これが、物理吸着がファンデルワールス吸着としても知られている理由です。
例 シリカゲルの上面への水蒸気の層の吸着。物理吸着を表す別の例:
- 動物炭の上層への各種ガスの吸着
物理吸着の特徴:
前述のように、物理吸着では、吸着剤の上層が非常に弱い物理的な力で吸着物を引き付けます。さて、温度や圧力などが作用したときの物理吸着への影響をすべて教えてください.
1:物理的変化:物理吸着では、吸着剤の上面に化学結合が形成されないことは周知のとおりです。したがって、それは単に物理的な変化を経ます。したがって、物理吸着または物理吸着と呼ばれます。
2:非特異性:物理吸着のもう 1 つの特徴は、ファン デル ワールス力が普遍的であり、特定の種類の物質に関連付けられていないため、物理吸着が非特異的な性質になることです。
3:可逆性:物理吸着の非常に重要な特徴は、本質的に可逆的であることです。外部圧力または温度の増減により、物理吸着は簡単に元に戻すことができます。
4:温度の影響:吸着に対する温度の影響について言えば、物理吸着は一般に温度の上昇とともに減少します。
これは、物理吸着の活性化エネルギーがほぼゼロに等しいためです。したがって、温度が非常に低くても、吸着率は変わりません。
5:圧力の影響:圧力の増加に伴い、物理吸着が増加します。これは、表面の圧力が増加すると、分子が表面に衝突し始め、吸着剤の上面に対する物理的な力の影響が大きくなるためです。
6:多層の性質:物理吸着は、吸着剤が吸着剤によって助けられる弱い力のために、本質的に多層です。弱い力は、吸着剤の上に層を形成するように吸着剤を保持し、それらに多層ビューを与えます。
7:吸着質の性質:物理吸着には、ファン デル ワールス引力が強いため、液化しやすいガスを使用するのが一般的です。より強いファン デル ワールス力を持つ気体は、物理吸着に非常に適しています。
8:物理吸着のエンタルピー:物理吸着は発熱プロセスですが、物理吸着のプロセス中、それに伴う吸着熱は非常に低くなります。
2:化学吸着:
次のタイプの吸着に進み、化学吸着を研究します。化学吸着は、ガス、固体、または液体の分子、イオン、または原子が、強い化学結合によって吸収剤の上面に保持されている場合と定義できます。化学吸着は物理吸着よりも優れており、長持ちします
以下に化学吸着の例をいくつか示します。
例 1:鉄の錆 – 強い化学反応により、錆が鉄の上面を保持します。
例 2:ハーバー プロセス – このプロセスでは、空気中の窒素が、主にメタン (天然ガス) に由来する水素と結合してアンモニアになります。
化学吸着の特徴:
これで、化学吸着とは何か、およびその例についての基本的な知識が得られました。では、さらに進んで、化学吸着の特徴を教えてください。 :
1:化学変化:名前が示すように、化学吸着には、吸着物と吸着剤の間の化学結合の形成が含まれます。したがって、化学吸着のプロセス中に、化学変化が発生します。
2:吸着物の性質:化学吸着のもう 1 つの重要な特徴は、化学吸着中に、吸着物が吸着剤と化学結合を形成する能力を備えている必要があることです。
3：不可逆的性質：物理吸着とは異なり、化学吸着は不可逆的な化学変化と表面と分子間の化学結合の形成により、本質的に不可逆的です。
4:温度の影響:化学吸着のプロセスは本質的に発熱性です。そのため、低温に適しています。化学吸着中の温度が上昇すると、吸着の程度が最初に増加し、次に減少します。
5:圧力の影響:圧力の増加に伴い、化学吸着が増加します。
化学吸着のプロセス中、より高い圧力で、ガス分子は吸着剤の表面に向かって引き寄せられ、化学結合の形成を利用します。
6:化学吸着における単分子層の形成:化学吸着は、吸着物と吸着剤の間に化学結合を形成することが知られています。したがって、化学吸着では、形成された化学結合が吸着剤の表面と直接接触する分子の層にのみとどまるため、単分子層が形成されます。
7:化学吸着のエンタルピー:化学吸着は発熱プロセスです。しかし、化学吸着の過程では、それに伴う吸着熱は物理吸着の熱よりも高くなります。
8:高度に特異的な性質:化学吸着は、吸着物と吸着剤の間で化学結合の形成が可能である場合にのみ発生するため、本質的に高度に特異的です。したがって、吸着物と吸着剤のすべての組み合わせに対して化学吸着のプロセスを実行することはできません。
結論:
これで、物理吸着と化学吸着の両方の特性がすべてわかりました。これ以外に、吸着等温線、吸着の理論など、吸着に該当するトピックにも焦点を当てる必要があります。これらは、誰かが IIT-JEE 試験だけでなく、初等試験の準備をしているときに最も重要なトピックの一部です。
