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PhysisorptionDie Physisorption ist eine spezielle Form der Adsorption, bei der im Unterschied zur Chemisorption das Adsorbatmolekül durch physikalische Kräfte an das Substrat gebunden wird. Weiteres empfehlenswertes FachwissenPhysikalische Kräfte sind dabei als Kräfte zu verstehen, die keine chemische Bindung bewirken, d. h. nur so schwach sind, dass die Orbitalstruktur nicht geändert wird. Weiter sind diese Wechselwirkungen im Gegensatz zu chemischen Bindung meist ungerichtet. Wesentlich stärkere Kräfte entstehen durch die Wechselwirkung mit den festen Dipolen an polaren Oberflächen (Salze) oder den Spiegelladungen, wie sie in elektrisch leitfähigen Oberflächen (Metalle) auftreten. Diese Wechselwirkungen sind aber schon so stark, dass sie teilweise als Chemisorption angesehen werden müssen. Eigenschaften der PhysisorptionDie wichtigste Eigenschaft der Physisorption (im Gegensatz zur Chemisorption) ist die geringe Veränderung des Adsorbats und Adsorbens. Bis auf Relaxationen des Substrat-Gitters finden keine Veränderungen des Adsorbens statt. Im Adsorbat werden lediglich die Bindungen leicht verändert, was sich in veränderten Schwingungsfrequenzen bemerkbar macht. In der Regel sind die Bindungsenergien der Physisorption in der Größenordnung 0,5 eV/Atom und geringer, insbesondere da die physisorbierten Adsorbate in mehreren Lagen kondensieren. Abhängig von der Adsorbat-Adsorbens-Kombination sind jedoch auch größere Bindungsenergien möglich. Dadurch, dass die gebundenen Stoffe in ihrer chemischen Struktur nicht verändert werden, ist dieser Prozess prinzipiell vollständig reversibel. Während der Haftzeit der Adsorbate auf dem bindenden Material können allerdings chemische Reaktionen unter verschiedenen Adsorbaten stattfinden. Da in der Regel keine Aktivierungsenergie zu überwinden ist, verläuft die Bedeckung des Adsorbens sehr rasch. Festkörperoberflächen sind daher an Luft immer mit einer dünnen Schicht aus adsorbierten Gasen und Ölen bedeckt. Dies verhindert üblicherweise die Kaltverschweißung von Metallflächen. Anwendungen der PhysisorptionTechnisch macht man sich die schnelle Adsorption von Gasen an frischen, unbedeckten Oberflächen in Sorptionspumpen zunutze. |
Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Physisorption aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |