Tema 7. Superficies sólidas: adsorción y catálisis heterogénea

Apuntes de Química Física Avanzada Departamento de Química Física Univèrsitat de València

Parte I 1. Estructura y composición de superficies sólidas 2. Adsorción de gases sobre sólidos 3. Isotermas de adsorción 4. Velocidad de los procesos superficiales

Parte II 5. Características de los fenómenos catalíticos 6. Mecanismos de catálisis y energía de activación 7. Características de la catálisis heterogénea 8. Etapas de la catálisis heterogénea 9. Mecanismos de catálisis heterogénea 10. Ejemplos de interés industrial

Bibliografía Básica 1. J. Bertrán y J. Núñez (coords), “Química Física II”, temas 55 y 56. Ariel Ciencia. 1ª edición. 2. M. Díaz Peña y A. Roig …ver más…

En este tema vamos a centrar nuestro estudio en el proceso de adsorción y a continuación los procesos de reacción (catálisis heterogénea) que pueden derivarse. Podemos definir el primero de estos procesos como: adsorción: proceso de unión de una molécula procedente de otra fase sobre la superficie de un sólido. desorción: proceso inverso a la adsorción.

Podemos distinguir dos comportamientos límites de adsorción, fisisorción y quimisorción, aunque es frecuente observar comportamientos intermedios.

Adsorción física o fisisorción: las moléculas del gas se mantienen unidas a la superficie del sólido por medio de fuerzas de Van der Waals (interacciones dipolares, dispersión y/o inducción). Este hecho define todas las características propias de la fisisorción: i) ii) es una interacción débil. Es un proceso exotérmico (las fuerzas de van der Waals son atractivas) en el que los calores liberados, ∆Hads (aprox. 20-40 kJ/mol) son semejantes a las entalpías de condensación de la sustancia adsorbida. La energía liberada es adsorbida en forma de vibración por la red del sólido y ∆H°ads se puede medir por el aumento de temperatura de la muestra.

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iii)

La molécula fisisorbida mantiene su identidad ya que