Χημική Κινητική. Κωδ. Μαθήματος 718 Τομέας Φυσικοχημείας, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ. Μάθημα 11. Βίκη Νουσίου

Σχετικά έγγραφα
Χημική Κινητική. Κωδ. Μαθήματος 718 Τομέας Φυσικοχημείας, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ. Μάθημα 12. Βίκη Νουσίου

Χημικές αντιδράσεις καταλυμένες από στερεούς καταλύτες

6 ετερογενής Καταλυτική Δράση - Καταλύτες. ετερογενής. ομογενής. ενζυματική. Ni 2. ζύμη

Χημική Κινητική. Κωδ. Μαθήματος 718 Τομέας Φυσικοχημείας, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ. Μάθημα 9. Βίκη Νουσίου

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 13: Χημική κινητική

9. ΤΑΧΥΤΗΤΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

Η ετερογενής καταλυτική δράση στα μέταλλα

ΘΕΜΑ 1 0 Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση σε κάθε μία από τις επόμενες ερωτήσεις:

Κεφάλαιο 3 ο. Χημική Κινητική. Παναγιώτης Αθανασόπουλος Χημικός, Διδάκτωρ Πανεπιστημίου Πατρών. 35 panagiotisathanasopoulos.gr

Παράγοντες που επηρεάζουν τη θέση της χημικής ισορροπίας. Αρχή Le Chatelier.

+ ^ + + Ε + Υ-ΕΥ-Π + Π + Ε. 8. Σημειώστε σωστό ή λάθος σε καθεμιά από τις απαντήσεις που ακολουθούν.

ΓΕΩΡΓΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ Α ΕΞΑΜΗΝΟ

ΜΑΘΗΜΑ: «ΧΗΜΕΙΑ ΙΙ» Διδάσκουσα: ΣΟΥΠΙΩΝΗ ΜΑΓΔΑΛΗΝΗ Β ΕΞΑΜΗΝΟ (ΕΑΡΙΝΟ) ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΧΗΜΕΙΑΣ

ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ Καταβολισμός Αναβολισμός

KINHTIKH ΕΤΕΡΟΓΕΝΩΝ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΩΝ (ετερογενής κατάλυση)

Αποτελεσματικές κρούσεις

ΧΗΜΙΚΗ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΓΕΝΙΚΑ. Σύντομη αναφορά στον όρο «Χημική κινητική» ΠΩΣ ΟΔΗΓΟΥΜΑΣΤΕ ΣΤΑ ΑΝΤΙΔΡΩΝΤΑ

Ταχύτητα χημικών αντιδράσεων

Χημικές Διεργασίες: Εισαγωγή

Ενέργεια Δεσμoύ Ισχύς των Δεσμών. Εισαγωγική Χημεία

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 11 η : Χημική ισορροπία. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

30/10/2016 ΕΤΕΡΟΓΕΝΕΙΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ, ΚΑΤΑΛΥΣΗ ΚΑΙ ΣΤΕΡΕΟΙ ΚΑΤΑΛΥΤΕΣ. Εισαγωγή. Εισαγωγή

XHMIKH KINHTIKH & ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ. Γλυκόζη + 6 Ο 2 6CO 2 + 6H 2 O ΔG o =-3310 kj/mol

[FeCl. = - [Fe] t. = - [HCl] t. t ] [FeCl. [HCl] t (1) (2) (3) (4)

3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

ΧΗΜΙΚΗ ΚΙΝΗΤΙΚΗ. Πορώδης κόκκος τιτανίου. Χρήση ως καταλύτης αντιδράσεων.

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2014

Φυσικοχημεία για Βιολόγους. Εργ. Φυσικοχημείας. Τηλ

2H 2 (g) + O 2 (g) 2H 2 O(l) Η = -572 kj,

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΠΡΟΣΡΟΦΗΣΕΩΣ ΠΡΟΣΡΟΦΗΣΗ ΟΥΣΙΑΣ ΑΠΟ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ

3.2 ΕΝΖΥΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΙ ΚΑΤΑΛΥΤΕΣ

Χημικές Διεργασίες: Χημική Ισορροπία Χημική Κινητική. Μέρος Ι

Πανελλαδικές Εξετάσεις Ημερησίων Γενικών Λυκείων Παρασκευή Εξεταζόμενο μάθημα: Χημεία Προσανατολισμού Θετικών Σπουδών

4.2 Παρα γοντες που επηρεα ζουν τη θε ση χημικη ς ισορροπι ας - Αρχη Le Chatelier

Παππάς Χρήστος. Επίκουρος καθηγητής

ΧΗΜΕΙΑ. Ενότητα 15: Χημική Κινητική. Ντεϊμεντέ Βαλαντούλα Τμήμα Χημείας

Απαντήσεις ο Μάθηµα

Διατύπωση μαθηματικών εκφράσεων για τη περιγραφή του εγγενούς ρυθμού των χημικών αντιδράσεων.

ΤΕΧΝΙΚΗ ΧΗΜΙΚΩΝ ΚΑΙ ΒΙΟΧΗΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ

Μηχανική Βιομηχανικών Αντιδραστήρων Υπολογιστικό θέμα

59 3. ΧΗΜΙΚΗ ΚΙΝΗΤΙΚΗ

ΕΡΓΑΣΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ 3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 Β ΦΑΣΗ ΧΗΜΕΙΑ

Εντροπία Ελεύθερη Ενέργεια

Εργασία Βιολογίας. Β. Γιώργος. Εισαγωγή 3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ. Μεταφορά ενέργειας στα κύτταρα

Η ΕΞΙΣΩΣΗ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΓΙΑ ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗΣ

Όνομα :... Ημερομηνία:... /... /...

Κεφάλαιο 3 ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

ΧΗΜΙΚΗ ΚΙΝΗΤΙΚΗ. Εισαγωγή. 3.1 Γενικά για τη χημική κινητική και τη χημική αντίδραση - Ταχύτητα αντίδρασης

ΙΙ» ΜΑΘΗΜΑ: «ΧΗΜΕΙΑ. Διδάσκουσα: ΣΟΥΠΙΩΝΗ ΜΑΓΔΑΛΗΝΗ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΧΗΜΕΙΑΣ Β ΕΞΑΜΗΝΟ (ΕΑΡΙΝΟ)

ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΆ ΥΛΙΚΆ. 1. Παρασκευή Στηριγμένων Καταλυτών. 2. Χαρακτηρισμός Καταλυτών

Διαχωρισμός του Η 2 σε εμπορική μεμβράνη Pd-Cu/V

Ονοματεπώνυμο: Χημεία Γ Λυκείου Υλη: Χημική Κινητική Χημική Ισορροπία Ιοντισμός (K a K b ) Επιμέλεια διαγωνίσματος: Τσικριτζή Αθανασία Αξιολόγηση :

ΘΕΜΑ 1ο Στις ερωτήσεις , να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Εργασία Βιολογίας 3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

και χρειάζεται μέσα στο ρύθμιση εναρμόνιση των διαφόρων ενζυμικών δραστηριοτήτων. ενζύμων κύτταρο τρόπους

2.1 Μεταβολή ενέργειας κατά τις χημικές μεταβολές Ενδόθερμες - εξώθερμες αντιδράσεις Θερμότητα αντίδρασης - ενθαλπία

Ιωάννης Πούλιος, Καθηγητής Εργ. Φυσικοχημείας Α.Π.Θ. Τηλ

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 31 ΜΑΪΟΥ 2000 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ: ΧΗΜΕΙΑ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Δ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

Πείραμα 2 Αν αντίθετα, στο δοχείο εισαχθούν 20 mol ΗΙ στους 440 ºC, τότε το ΗΙ διασπάται σύμφωνα με τη χημική εξίσωση: 2ΗΙ(g) H 2 (g) + I 2 (g)

Ηλεκτρονιόφιλα Πυρηνόφιλα αντιδραστήρια. Επίκουρος καθηγητής Χρήστος Παππάς

ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ Δημήτρης Παπαδόπουλος, χημικός Βύρωνας, 2015

Εξερευνώντας τα Βιομόρια Ένζυμα: Βασικές Αρχές και Κινητική

ΧΗΜΕΙΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ. ΚΕΦ.3.1: ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ (α)

Λυµένα Θέµατα και Ασκήσεις κ.λ.π

ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ. Είδη ενέργειας ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ

Mετασχηματισμοί διάχυσης στα στερεά / Πυρηνοποίηση στην στερεά κατάσταση. Ομογενής πυρηνοποίηση στα στερεά/μετασχηματισμοί διάχυσης.

Κατηγορίες οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων.

Τμήμα Τεχνολογίας Τροφίμων. Ανόργανη Χημεία. Ενότητα 10 η : Χημική κινητική. Δρ. Δημήτρης Π. Μακρής Αναπληρωτής Καθηγητής.

BΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ NEO ΣΥΣΤΗΜΑ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ NEO ΣΥΣΤΗΜΑ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

Τα αρχικά στάδια της επιταξιακής ανάπτυξης

13. Φυσικοχημεία της βαφής

Κωνσταντίνος Π. (Β 2 ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 24 ΜΑΪΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ (ΣΤΕΦ) ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΑΝΤΙΡΡΥΠΑΝΣΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΑΝΤΙΡΡΥΠΑΝΣΗΣ Τ.Ε.

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Ι

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

Χημεία και Τεχνολογία Υλικών

Φυσική ΜΕΤΑΛΛΟΥΡΓΙΑ. Ενότητα 4: Θερμοδυναμική και Κινητική της Δομής. Γρηγόρης Ν. Χαϊδεμενόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 3

Στις ερωτήσεις A1 - A4, να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα σε κάθε αριθμό το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Επιφανειακή οξεοβασική κατάλυση

ΑΡΧΗ 1 ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΧΗΜΙΚΗ ΚΙΝΗΤΙΚΗ - Ε.Κ.Ι.) ΚΥΡΙΑΚΗ 4 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΥΟΥ 2016 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ 4

panagiotisathanasopoulos.gr

ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ. της Νικολέτας Ε. 1. Να οξειδωθούν και να παράγουν ενέργεια. (ΚΑΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ)

Κεφάλαιο 4. Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc Utopia Publishing, All rights reserved

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ NEO ΣΥΣΤΗΜΑ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ

ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

1. Να οξειδωθούν και να παράγουν ενέργεια. (ΚΑΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ)

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 A ΦΑΣΗ ΧΗΜΕΙΑ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΣ

ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤ ΕΞΑΜΗΝΟΥ Τμήμα Ιατρικών Εργαστηρίων Τ.Ε.Ι. Αθήνας

Κεφάλαιο 3. Διεργασίες στη διεπιφάνεια υγρούστερεού

Κεφαλαίο 3 ο. Μεταβολισμός. Ενέργεια και οργανισμοί

2 ο Διαγώνισμα Χημείας Γ Λυκείου Θ Ε Μ Α Τ Α. Θέμα Α

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΝΕΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ ΙΙ. Κινητική ανάλυση πολύπλοκων αντιδράσεων

Transcript:

Χημική Κινητική Κωδ. Μαθήματος 718 Τομέας Φυσικοχημείας, Τμήμα Χημείας, ΕΚΠΑ Μάθημα 11 Βίκη Νουσίου Εαρινό εξάμηνο 2019

Κατάλυση Καταλύτης: Επιταχύνει μια αντίδραση χωρίς να υφίσταται συνολικά χημική μεταβολή Ελαττώνει την Ε a παρέχοντας εναλλακτική πορεία αντίδρασης στην οποία παρακάμπτεται το πλέον αργό βήμα του μηχανισμού Καταλύτες Εξειδικευμένη επιτάχυνση Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκλεκτική πραγματοποίηση συγκεκριμένων πορειών. 2

Κατάλυση Συχνά οδηγεί το σύστημα προς τα προϊόντα διαμέσου σειράς ενδιαμέσων. Ενδιάμεσα: συνήθως σε χαμηλές συγκεντρώσεις προσέγγιση στάσιμης κατάστασης μπορεί να χρησιμοποιηθεί. 3

Κατάλυση Στην ομογενή κατάλυση ο καταλύτης βρίσκεται στην ίδια φάση με τα αντιδρώντα πχ Όξινη κατάλυση Η+ προστίθεται στο υπόστρωμα Βασική κατάλυση Η+ αφαιρείται από το υπόστρωμα Ένζυμα Στην ετερογενή κατάλυση ο καταλύτης και τα αντιδρώντα βρίσκονται σε διαφορετικές φάσεις. Συνηθέστερη περίπτωση: αντίδραση αερίων που καταλύονται από μεταλλικές ή άλλες επιφάνειες * παραδείγματα 4

Καταλύτες: Μέταλλα Oξείδια μετάλλων Kράματα μετάλλων Kαρβίδια κά Εφαρμογές Ετερογενής κατάλυση 80-90 % βιομηχανικών διεργασιών βασίζονται σε ετερογενείς καταλυτικές πορείες Αποικοδόμηση ρύπων, σύνθεση H 2 SO 4, HNO 3, NH 3, επεξεργασία πετρελαίου, παρασκευή καυσίμων, λιπασμάτων και πολυμερών, κά 5

Ετερογενής κατάλυση Nobel 2007 Gerhard Ertl for his studies of chemical processes on solid surfaces Επίσης σημαντική συνεισφορά στο χώρο G. A. Somorjai, D. A. King, R. Imbihl, κά 6

Ετερογενής κατάλυση Ο στερεός καταλύτης μπορεί να επηρεάσει την ταχύτητα με τους παρακάτω τρόπους: Τροποποιεί την ηλεκτρονιακή κατανομή του αντιδρώντος Είναι δυνατόν να εξασθενίσουν οι δεσμοί του / των αντιδρώντων χαμηλότερη E a Ευκολότερη διάσπαση και αντίδραση Περιορισμός των αντιδρώντων πάνω στην επιφάνεια σημαίνει Τοπικά υψηλότερη συγκέντρωση Περισσότερες ευκαιρίες για αντίδραση Πιθανόν να ακινητοποιηθούν τα αντιδρώντα σε ευνοϊκό για την αντίδραση προσανατολισμό Η διάχυση των αντιδρώντων πάνω στην επιφάνεια ευνοεί τη συνάντηση των αντιδρώντων 7

Ετερογενής κατάλυση 8

Ετερογενής κατάλυση Οι αντιδράσεις ετερογενούς κατάλυσης γενικώς περιλαμβάνουν τα ακόλουθα βήματα: Προσρόφηση Αντίδραση Εκρόφηση 9

Ετερογενής κατάλυση Προσρόφηση A * A (g) ads Θέση προσρόφησης ~ άτομο καταλύτη Βαθμός ή ποσοστό κάλυψης της επιφάνειας (μέτρο συγκέντρωσης των σωματιδίων στην επιφάνεια) θ= αρ. κατηλειμμένων θέσεων προσρόφησης αρ. διαθέσιμων θέσεων προσρόφησης Πλήρης μονοστρωματική κάλυψη 10

Ετερογενής κατάλυση Ισόθερμες προσρόφησης Όταν τα ελεύθερα μόρια του αερίου και τα προσροφημένα μόρια του αερίου βρίσκονται σε ισορροπία (χημειορρόφηση), τότε το ποσοστό κάλυψης θ (~επιφανειακή συγκέντρωση) της επιφάνειας εξαρτάται από την πίεση του υπερκείμενου αερίου αντιδρώντος (συγκέντρωση αερίου αντιδρώντος). Η σχέση θ=f(p) υπό σταθερή θερμοκρασία λέγεται ισόθερμη προσρόφησης. Η απλούστερη τέτοια σχέση είναι η ισόθερμη Langmuir. 11

Ετερογενής κατάλυση Ισόθερμη Langmuir Παραδοχές: Μονοστρωματική προσρόφηση Τέλεια επιφάνεια Ισοδύναμες θέσεις προσρόφησης Προσρόφηση δεν επηρεάζεται από γειτονικές θέσεις Άλλες γνωστές ισόθερμες προσρόφησης : BET (κάλυψη και πέραν της πρώτης μονομοριακής στρώσης), Temkin (λαμβάνει υπ όψιν ότι η προσρόφηση γίνεται λιγότερο εξώθερμη καθώς αυξάνεται η κάλυψη), Freundlich (ανομοιογένεια θέσεων προσρόφησης) 12

Ετερογενής κατάλυση * * Σημειώσεις στον πίνακα 13

Ετερογενής κατάλυση Ισόθερμη Langmuir Προσρόφηση χωρίς διάσπαση του προσροφώμενου μορίου Ισόθερμη Langmuir Προσρόφηση με διάσπαση του προσροφώμενου μορίου Διαφορετικές θερμοκρασίες Κ= 14

Μηχανισμοί αντίδρασης σε επιφάνεια Langmuir - Hinshelwood Eley-Rideal Mars-van Krevelen 15

Ετερογενής κατάλυση * * Σημειώσεις στον πίνακα 16

Προσρόφηση PES που δείχνει αλληλεπίδραση με την επιφάνεια Φυσιορρόφηση: ελκτικές δυνάμεις van der Waals μεταξύ επιφάνειας προσροφημένου μορίου (ενέργεια ~ ενέργεια συμπύκνωσης αερίου) Χημειορρόφηση: προσροφημένο μόριο συνδέεται με την επιφάνεια με χημικό δεσμό 17

Προσρόφηση Προσρόφηση χωρίς φράγμα ενεργοποίησης Προσρόφηση με φράγμα ενεργοποίησης χημειορρόφηση ενεργοποιημένη φυσιορρόφηση 18

Προσρόφηση Φυσιορρόφηση σε χαμηλότερες Τ Εξώθερμη ΔΗ~20 kj/mol ταχύτερη χωρίς φράγμα Ε a Χημειορρόφηση σε υψηλότερες Τ ΔH~80-800 kj/mol κάποιες φορές ενδόθερμη βραδύτερη κάποιες φορές με φράγμα E a 19

Συνήθεις τιμές φυσιορρόφησης: της τάξης των 20 kj/mol 20

Προσρόφηση φυσιορρόφηση χημειορρόφηση 21

Επιφάνειες δυναμικής ενέργειας (PES) για προσρόφηση CO επί Pt - μέθοδος DFT P. van Beurden et al., Phys Rev B 66, 235409 (2002) 22

Επιφάνειες καταλυτών 23

Κρυσταλλικά επίπεδα - Γεωμετρία επιφανειών fcc metals πχ Pt, Pd, Rh 24

Διαφορετικές τομές του κρυστάλλου έχουν διαφορετική επιφανειακή γεωμετρία 25

Επιφάνειες δυναμικής ενέργειας (PES) για προσρόφηση CO επί Pt P. van Beurden et al., Phys Rev B 66, 235409 (2002) 26

Επιφάνεια δυναμικής ενέργειας (PES) για προσρόφηση H 2 επί Pt(111) Οι PES προσρόφησης αντικατοπτρίζουν τη γεωμετρία των ατόμων της επιφάνειας 27

Θέσεις προσρόφησης 28

Θέσεις προσρόφησης: On top / bridge / fcc hollow / hcp hollow Ένα άτομο συνδεδεμένο στον καταλύτη Δύο άτομα του μορίου συνδεδεμένα στον καταλύτη 29

Επιφάνειες δυναμικής ενέργειας (PES) για προσρόφηση CO επί Pt Τοπικά ελάχιστα θέσεις top Ελάχιστη ενέργεια: προσρόφηση σε θέση bridge Τοπικά ελάχιστα θέσεις bridge P. van Beurden et al., Phys Rev B 66, 235409 (2002) Ελάχιστη ενέργεια: προσρόφηση σε θέση top 30

Ατέλειες επιφάνειας Τα σημεία στα οποία εμφανίζονται ατέλειες της επιφάνειας, πχ σκαλοπάτια, εσοχές, μονήρη άτομα κλπ με χαμηλή σύνταξη, μπορούν να αποτελέσουν «ενεργά κέντρα» σημεία με μεγάλη δραστικότητα Τεχνικές απεικόνισης: STM (scanning tunneling microscopy), LEED (low energy electron diffraction), FIM (Field Ion Microscopy), κά 31

Σκαλοπάτια επιφάνειας Si(001) - εικόνα STM M.B. Song, K. Momoi, C.W. Lee and M. Ito, Bull. Korean Chem. Soc., 21, 705 (2000) C. Berg et al., Surf. Sci., 409, 1 (1998) άτομα Si που εξέχουν από την επιφάνεια (adatoms) εσοχή (kink) Nature Communications 4, 1339 (2013) Νησίδες ατόμων μετάλλου πάνω στην επιφάνεια Εικόνες STM (scanning tunneling microscopy):

Εικόνα STM Επιφάνεια Ru(0001) Κατάλυση διάσπασης ΝΟ Ν + Ο Άτομα Ν Άτομα Ο Άτομα Ο 33 T. Zambelli et al., Science 273, 1688 (1996)

Επιφάνεια Ru(0001) Κατάλυση διάσπασης ΝΟ Ν + Ο T. Zambelli et al., Science 273, 1688 (1996) Άτομα Ο Άτομα Ν ΝΟ διασπάται γρήγορα στην περιοχή του σκαλοπατιού. Πολλά άτομα Ο παγιδεύονται στην περιοχή. Άτομα Ν που παράγονται διαχέονται προς την επιφάνεια. Άτομα Ο Διάχυση των ατόμων Ν από την ενεργή περιοχή των σκαλοπατιών * 34

Διάχυση Διάχυση: Κίνηση των προσροφημένων μορίων ή ατόμων πάνω στην επιφάνεια μετατόπιση από μια θέση προσρόφησης σε άλλη Μπορεί να διευκολύνει την πρόσβαση των προσροφημένων σωματιδίων στα «ενεργά κέντρα» του καταλύτη πχ σκαλοπάτι. (Πολύ ισχυρή χημειορρόφηση μπορεί να εμποδίσει τη διάχυση). E a για διάχυση: ~ 10-20% της ενέργειας δεσμού επιφάνειας-προσροφημένης ουσίας Στο κέντρο των εικόνων: Μετακίνηση 2 ατόμων Re πάνω σε Re (απεικόνιση με FIM: fieldionization microscopy). Εικόνες ανά 3 s σε 375 Κ. 35

Δραστικότητα καταλυτικών επιφανειών Η δραστικότητα του καταλύτη εξαρτάται από την ισχύ της χημειορρόφησης Η δραστικότητα του καταλύτη αυξάνεται με την ισχύ της χημειορρόφησης μέχρι ενός σημείου, μετά το οποίο η ισχύς του δεσμού εμποδίζει την αντίδραση της προσροφημένης ουσίας με άλλα αντιδρώντα, ή τη διάχυσή της. Δραστικότερα μέταλλα είναι αυτά που βρίσκονται κοντά στο μέσο του τομέα d, πχ Pt, Pd, Rh Σειρά ισχύος για προσροφώμενα μόρια Ο 2 >C 2 H 4 >CO>H 2 >N 2 36

37