3.2.3. Время пребывания частицы на поверхности

Время пребывания τпр, молекулы (атома) газа на поверхности зависит от свойств газа и характеристик поверхности (материала, способа обработки и чистоты поверхности, степени заполнения поверхности газом и т. п.), но главным образом от температуры.

где Wдес — энергия связи (десорбции), зависящая от свойств газа и рода поверхности (эрг•моль-1, Дж•кмоль-1), R0= 8,32 * 107 (эрг•моль-1•К-1) или R0 = 8314 (Дж•моль-1•К-1), Тs — температура поверхности (К), τпр,0 — период колебаний молекулы (атома) на поверхности твердого адсорбата в направлении, перпендикулярном поверхности (с). Очевидно, что вместо Wдес можно в соответствии с (3.3а) ввести теплоту десорбции Ндес Тогда вместо R0 необходимо подставлять в формулу (3.22) величину Rтепл в калориях: RТепл = 2•10-3 ккал•моль-1•К-1.Что касается величины τпр,0 (являющейся минимальным временем пребывания, соответствующим «отражению» частицы газа от поверхности), то она может находиться в довольно широких пределах (в зависимости от свойств материала и температуры поверхности), между 10-12 и 10-14 с. Так например, для инертных газов на графите тпр, о составляет — (7-10) •10-13 с, на стекле —0,2•10-13, на вольфраме для кислорода (атомарного) — 0,8•10-13, а для водорода (атомарного) ~0,5•10-13с.

Формула (3.22) показывает, что время пребывания τпр быстро уменьшается с повышением температуры поверхности.

С повышением температуры возрастает интенсивность тепловых колебаний кристаллической структуры адсорбата, что содействует освобождению газов с поверхности. Поэтому время пребывания тпр частиц газа, как и сила связи с поверхностью, при повышении температуры уменьшается. Из формулы (3.22) видно, что даже в случае очень слабых связей или высоких температур, т. е. когда отношение Wдес/R0Ts очень мало, время пребывания не равно нулю и не может быть меньше, чем тпр,0• Линии на фиг. 3.12 представляют время пребывания тпр в зависимости от теплоты десорбции Hдес для нескольких значений температуры поверхности Ts.