Рис. 1.7. Зміна потенціальної енергії системи Е при фізичній і хімічній адсорбції

Перехід від фізичної до хімічної адсорбції можна проілюструвати на основі схематичної діаграми потенціальної енергії розглянутої системи (рис. 1.7).

Діаграма дає якісне уявлення про зміну енергії такої сис-

теми при фізичній і хімічній адсорбції. Точка Мх відповідає положенню стабільної рівноваги атома з енергією хімічного зв'язку дх, фіксованого на відстані Ях від поверхні після дисоціації молекули газу. Точка Мг відповідає положенню стабільної рівноваги недисоційованої молекули з енергією фізичного зв'язку цР на відстані Яр від поверхні.

Із діаграми видно, що для переходу від стану фізичної адсорбції з енергією чи теплотою адсорбції Цр до більш стабільного стану хімічної адсорбції з енергією дх, тобто з різницею енергій Ях ~ необхідно подолати енергетичний бар'єр висотою Еа. Величина ЕЛ є енергією активації хімічної адсорбції газу на поверхні твердого тіла.

Для того щоб від фізичної адсорбції Мр молекула газу перейшла в стан хемосорбції Мх, їй необхідно надати додаткову енергію, достатню для досягнення рівня точки В. На цьому рівні молекула дисоціює (штрихова крива) на атоми, що хемо-сорбуються поверхнею твердого тіла. Таким чином, для переходу від фізичної до хімічної взаємодії при різниці енергії зв'язку: цх -Цр необхідно подолати енергетичний бар'єр висотою Еа (див. рис. 1.7).

Енергію активації десорбції також можна визначити з діаграми потенціальної енергії адсорбент—речовина, яка адсорбується. Ця енергія активації дорівнює різниці енергій у точках Мх і В.

Типовим прикладом взаємодії газу з поверхнею твердого тіла є окиснення металів. Для більшості металів енергія активації хемосорбції кисню мала. Внаслідок значної стабільності комплексу адсорбції кисню на металах енергія активації десорбції в цьому випадку значно вища за енергію активації хемосорбції. Останню часто можна не враховувати, і тоді енергія активації десорбції стає рівною енергії (теплоті) адсорбції дх. То-