Proses Pada Permukaan Padat

454Bagian 3: PerubahanProses Pada Permukaan Padat455

dhini diserang oleh molekul O2 dalam gas pelapis, yang kemudian terkimisorbsi sebagai ion oksida, sehingga membentuk kembali katalis. Rangkaian peristiwa ini menimbulkan pergolakan permukaan, dan beberapa material rusak karena ini.

Gambar 29.32 Dalam penurunan isotherm BET digunakan konstanta laju adsorbs dan desorpsi yang berbeda, bergantung sudah ditempati dan tidaknya tempat itu. Volume total yang teradsopsi, sebanding dengan jumlah partikel yang terabsopsi , yang diperoleh dengan menggunakan ketinggian kolom.

Pemecahan dan pembentukan kembali Banyaknya molekul organik kecil yang digunakan dalam penyiapan segala jenis produk kimia, berasal dari minyak. Polimer, parfum dan petrokimia pada umumnya, sering kali berasal dari potongan hidrokarbon rantai panjang yang dikeluarkan dari bumi sebagai minyak bumi. Fragmentasi hidrokarbon rantai panjang yang diinduksi secara katalitik, disebut pemecahan, dan seringkali dihasilkan dengan katalis zeolit. Katalis ini bertindak dengan membentuk karbokation yang tak stabil, yang terdisosiasi dan tersusun ulang menjadi isomer yang bercabang lebih banyak. Isomer yang bercabang terbakar dengan lebih lancar dan efisien dalam mesin bakar dalam, dan digunakan untuk menghasilkan bahan bakar beroktan lebih tinggi.Pemecahan katalitik sudah banyak digantikan oleh reformasi katalitik, yang menggunakan katalis dua fungsi, seperti campuran platina dan alumina. Platina menyediakan fungsi logam, dan menghasilkan dehidrogenasi dan hidrogenasi. Alumina menyediakan fungsi asam, yang dapat membentuk karbokation. Rangkaian peristiwa dalam reformasi katalitik, menunjukkan dengan jelas, kerumitan yang harus disediakan, jika reaksi sepanjang itu ingin dipahami dan diperbaiki. Tahap pertama, adalah penempelan hidrokarbon rantai panjang, dengan kimisorpsi pada platina. Dalam paroses ini, mula-mula satu atom H dan kemudian yang kedua lepas, dan terbentuk alkena. Alkena itu bermigrasi ketempat asam, ketika molekul itu menerima proton dan menempel pada permukaan sebagai karbokation. Karbokation ini dapat mengalami beberapa reaksi yang berbeda. Ion ini dapat terputus menjadi dua, berisomerasi menjadi bentuk yang cabang lebih banyak, atau mengalami berbagai penutupan cincin. Kemudian ion ini kehilangan proton, terlepas dari permukaan dan bermigrasi (mungkin melalui gas) sebagai alkena kebagian logam katalis itu, dengan molekul terhidrogenasi. Akhirnya kita mempunyai banyak pilihan molekul lebih kecil, yang dapat dikeluarkan, difraksionasi, dan kemudian digunakan sebagai bahan mentah untuk produk lainnya.kakdkdka

Informasi lanjutan: isotherm BETPerhatikan gambar 29.32, yang menunjukkan daerah permukaan yang tertutup dalam monolapisan, bilapisan, dan seterusnya. Konstanta laju untuk absorpsi dan desorpsi lapisan primer, adalah ka dan kd, dan konstanta laju pelapisannya adalah ka dan kd . jumlah tempat yang sesuai dengan penutupan nol, monolapisan, bilapisan dan seterusnya pada setiap tahap, adalah N0, N1, N2, dan seterusnya, dan secara umum: N1, syarat untuk keseimbangan lapisan awal adalah: kesamaan antara laju pembentukan dan laju desorpsi:kapN0 = kdN1Syarat untuk keseimbangan lapisan selanjutnya adalah: kapN1 = kdN2

dan secara umum

Gambar 29.33 Jika permukaan tertutup dengan dalam, tekanan keseimbangannya merupakan tekanan uap keseluruhan cairan, karena subtratnya tidak berperan.

kapNi-1 = kdN1 i = 2, 3,syarat ini dapat dinyatakan dalam N0, sebagai berikut:

Sekarang tuliskan ka/kd = x dan ka/kd = cx; kemudian dengan notasi yang lebih sederhana ini:

Sekarang kita menghitung volume total material yang terabsopsi V. Karena V sebanding dengan jumlah total partikel yang terabsorpsi, maka

Karena tempat monolapisan mengkontribusikan satu partikel, tempat berlapis dua, dan seterusnya. Jika terdapat penutupan monolapisan yang sempurna, maka volume terabsorpsi adalah Vmon, dengan:

Karena setiap tempat dalam sampel sebenarnya, mengkontribusikan satu partikel pada total tempat itu. Dengan demikian, maka:

Kita dapat mengevaluasikan kedua penjumlahan ini, dengan menggunakan;KdKa

Dengan . Setelah sedikit penyusunan ulang, hasilnya adalah (A1)

Dalam tahap akhir, kita mengenali sebagai tekanan uap seluruh massa absorpat cair, p*. Perhatikanlah keseimbangan antara gas dan sampel, yang semua tempat permukaan N terkubur secara rata dan dalam (Gambar 29.33). Sekarang, syarat keseimbangannya adalah: