Príčiny adsorpcie aktivovaného oxidu hlinitého

Príčiny adsorpcie aktivovaného oxidu hlinitého

Dôvodom, prečo má adsorpčnú kapacitu, je to, že jej povrch má prebytočnú energiu – nazývanú"povrchová voľná energia" (tiež známe ako"povrchové voľné silové pole alebo povrchové gravitačné pole"). Vlastnosti molekúl v povrchovej vrstve objektu sú odlišné od vlastností vo vnútri. Na obrázku 1 je XY rozhranie kvapalina-plyn, a je molekula v kvapaline a B je molekula na povrchovej vrstve. Je vidieť, že a je priťahovaný okolitými molekulami a sila je rovnaká vo všetkých smeroch a výsledná sila je nulová. Na jednej strane je priťahovaný molekulami vo vnútri kvapaliny; Na druhej strane je priťahovaný molekulami plynu mimo kvapaliny. Pretože hustota plynu je oveľa menšia ako hustota kvapaliny, jeho gravitačná príťažlivosť k molekulám B môže byť vynechaná. Preto možno uvažovať, že molekuly v povrchovej vrstve sú priťahované iba molekulami v kvapaline a výsledný smer sily je kolmý na povrch kvapaliny a smeruje do vnútra kvapaliny, takže kvapalina má tendenciu čo najviac znížiť povrchovú plochu a potenciálnu energiu. Dôvodom, prečo tento trend nemôže pokračovať, je, že na povrch kvapaliny pôsobí sila proti zmenšeniu jej povrchovej plochy, čo je"povrchové napätie". Existencia povrchového napätia spôsobuje, že molekuly povrchovej vrstvy majú viac energie ako vnútorné molekuly. Táto prebytočná energia sa nazýva"povrchová voľná energia".

V skutočnosti dôvodom adsorpcie aktivovaného oxidu hlinitého nie je len povrchové napätie na rozhraní kvapalina-plyn, ale aj"medzifázové napätie" s rovnakými vlastnosťami v akomkoľvek systéme, ktorý môže tvoriť rozhranie (ako rozhranie tuhá látka-plyn a rozhranie tuhá látka-kvapalina). Pokles povrchového napätia je termodynamickým dôvodom adsorpcie.