ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Молекулярно-статистический метод расчета адсорбционных равновесий и термодинамических свойств адсорбционных систем из "Курс физической химии Том 1 Издание 2 (копия)" Преимущество методов статистической термодинамики перед методами классической термодинамики заключается в том, что молекулярно-статистическим методом можно макроскопические свойства системы (константы равновесия, тепловые эффекты, теплоемкости и т. п.) связать со свойствами образующих систему частиц (молекул, атомов, ионов) — с их строением, потенциальной энергией и характером их движения. Так, зная зависимость потенциальной энергии молекулы адсорбата от координат, можно с цомощью молекулярно-статистической теории вычислить термодинамические свойства. Однако, как было показано выше, вычисление потенциальной энергии адсорбированной молекулы представляет трудную задачу и может быть количественно выполнено лишь приближенно и только в простейших случаях. Тем не менее даже качественное рассмотрение адсорбции молекулярно-статистическими методами представляет большой интерес, так как позволяет установить, от каких свойств молекул адсорбата и образующих адсорбент частиц зависят такие важные термодинамические характеристики адсорбционных систем, как дифференциальная работа и теплота адсорбции, константа равновесия в уравнении изотермы адсорбции и т. п. [c.478] Молекулярно-статистическая теория дает следующее выражение для свободной энергии системы из N молекул данного сорта. [c.478] Химический потенциал газа-получается отсюда дифференцированием Fg по Ng. [c.479] Это выражение показывает, что химический потенциал идеального трехмерного газа при данной температуре Т определяется его концентрацией (через р), кинетической энергией его молекул (через qgE) н внутримолекулярной, потенциальной и кинетической энергией (через qgi). [c.479] Это выражение показывает, что химический потенциал адсорбата в разреженном слое на однородной поверхности при данной температуре определяется его концентрацией (через а), потенциальной энергией его взаимодействия с адсорбентом (через 7 ф), кинетической энергией его молекул в адсорбционном слое (через qss) й внутримолекулярной потенциальной и кинетической энергией молекулы адсорбата на поверхности (через qsi). [c.480] Как уже отмечалось выше, числовой расчет константы адсорбционного равновесия можно произвести лишь в тех случаях, когда известна зависимость потенциальной энергии адсорбат — адсорбент ф от координат. [c.481] Учет потенциальной энергии взаимодействий адсорбат—адсорбат приводит к уравнениям изотерм адсорбции, содержащим помимо константы Генри, характеризующей энергию взаимодействий адсорбат—адсорбент, другую константу, характеризующую энергию взаимодействия адсорбат— адсорбат. При этом получаются, например, уравнения вида (XVI, 35) или (XVI, 36) и (XVII, 46). [c.482] Определяя вторую производную Дц по Г, можно найти теплоемкость адсорбата. [c.482] На рис. ХУП1,13 результаты молекулярно-статистического расчета зависимостей — Др. и С а от заполнения поверхности базисной грани графита молекулами аргона при —195° С сопоставлены с экспериментальными данными. Эго сопоставление показывает, что приближенная оценка потенциальной энергии дисперсионных сил с помощью молекулярно-статистического расчета при небольших заполнениях поверхности приводит к термодинамическим величинам, близким к измеренным. [c.482] Вернуться к основной статье