Haftwahrscheinlichkeit - Sticking probability

Die Haftwahrscheinlichkeit ist die Wahrscheinlichkeit, dass Moleküle auf Oberflächen eingeschlossen sind und chemisch adsorbieren. Von Langmuirs Adsorptionsisotherme , Moleküle können nicht adsorbieren auf Oberflächen , wenn die Adsorptionsstellen bereits von anderen Molekülen besetzt sind, so kann die Haftwahrscheinlichkeit wie folgt ausgedrückt werden:

${\ displaystyle S = S_ {0} (1- \ theta)}$

Dabei ist die anfängliche Haftwahrscheinlichkeit und der Anteil der Oberflächenbedeckung im Bereich von 0 bis 1. ${\ displaystyle S_ {0}}$${\ displaystyle \ theta}$

In ähnlicher Weise ist die Haftwahrscheinlichkeit, wenn Moleküle dissoziativ an Oberflächen adsorbieren

${\ displaystyle S = S_ {0} (1- \ theta) ^ {2}}$

Das Quadrat ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass eine Disassoziation von 1 Molekül in 2 Teile 2 Adsorptionsstellen erfordert. Diese Gleichungen sind einfach und leicht zu verstehen, können jedoch die experimentellen Ergebnisse nicht erklären.

1958 präsentierte P. Kisliuk eine Gleichung für die Haftwahrscheinlichkeit, die experimentelle Ergebnisse erklären kann. In seiner Theorie werden Moleküle vor der Chemisorption in Vorläuferzuständen der Physisorption gefangen . Dann treffen die Moleküle auf Adsorptionsstellen, an denen Moleküle chemisch adsorbieren können, so dass sich die Moleküle wie folgt verhalten.

Wenn diese Stellen nicht besetzt sind, tun Moleküle Folgendes (mit Wahrscheinlichkeit in Klammern):

1. chemisch an der Oberfläche adsorbieren ( ) ${\ displaystyle P_ {a}}$
2. von der Oberfläche desorbieren ( ) ${\ displaystyle P_ {b}}$
3. gehe zum nächsten Vorläuferzustand ( ) ${\ displaystyle P_ {c}}$

und wenn diese Standorte besetzt sind, sind sie

1. von der Oberfläche desorbieren ( ) ${\ displaystyle P_ {b} '}$
2. gehe zum nächsten Vorläuferzustand ( ) ${\ displaystyle P_ {c} '}$

Es ist zu beachten, dass eine besetzte Stelle als eine Stelle definiert ist, an der sich ein chemisch gebundenes Adsorbat befindet, so dass dies per Definition der Fall wäre . Dann ist die Haftwahrscheinlichkeit gemäß Gleichung (6) der Referenz, ${\ displaystyle P_ {a} '= 0}$

${\ displaystyle S = S_ {0} \ left (1 + {\ frac {\ theta} {1- \ theta}} K \ right) ^ {- 1} = S_ {0} {\ frac {1- \ theta } {1+ (K-1) \ theta}}}$

${\ displaystyle K = {\ frac {P_ {b} '} {P_ {a}}} + P_ {b}}$

Wenn diese Gleichung im Ergebnis mit der Adsorptionsisotherme von Langmuir identisch ist . ${\ displaystyle K = 1}$

Anmerkungen

Verweise

• Der Aufbau und die grundlegenden Eigenschaften von Feststoffen und Flüssigkeiten. Teil I. Feststoffe. Irving Langmuir; Marmelade. Chem. Soc. 38, 2221-95 1916 Langmuir, I. (1916). "Die Konstitution und die grundlegenden Eigenschaften von Festkörpern und Flüssigkeiten. Teil I. Feststoffe" . Zeitschrift der American Chemical Society . 38 (11): 2221–2295. doi : 10.1021 / ja02268a002 .