§ 2.1.2. Энергия взаимодействия при химическом воздействии

При химическом взаимодействии энергия притяжения Qx объясняется возникновением ковалентной или ионной связи.

Отталкивание объясняется взаимодействием положительно заряженных ядер сближающихся молекул. Энергия отталкивания обратно пропорциональна двенадцатой степени расстояния между молекулами: Q₀ = B/r₁₂.

С учетом всех эффектов энергию взаимодействия между двумя молекулами можно записать в виде ∆Q = Q_o—Q_ф—Q_x. При ∆Q = 0 наблюдается положение равновесия, при котором энергии отталкивания и притяжения одинаковы.

Для нахождения энергии взаимодействия молекулы с поверхностью твердого тела необходимо просуммировать энергии взаимодействия молекулы с каждым атомом кристаллической решетки твердого тела. Если расстояние между молекулой газа и поглощающей поверхностью велико по сравнению с расстоянием между атомами адсорбента, то можно применить интегрирование по объему. Энергия взаимодействия молекулы с твердым телом

где п_а и V — концентрация и объем атомов адсорбента.

После интегрирования составляющая энергии, обеспечивающая физическое притяжение, будет обратно пропорциональна третьей степени, а отталкивание — девятой степени расстояния между молекулой и поверхностью.

При физической адсорбции энергия взаимодействия обычно не превышает 100-10⁶ Дж/кмоль. Теплота физической адсорбции некоторых газов на углероде представлена в табл. 2.2.