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Chemisorption

Kinetik: rund um die Reaktionsgeschwindigkeit
Biokatalysator Enzym - Enzymkinetik / Exkurs: Katalyse

Unter Chemisorption, also der „chemischen Adsorption”, versteht man eine besondere Form der Adsorption. Generell ist eine Adsorption (von lat. adsorbere „[an]saugen“) eine Konzentrationsanreicherung einer Flüssigkeit oder eines Gases an der Oberfläche eines Festkörpers. So ist in der folgenden Abbildung zu sehen, dass die Konzentration des Gases (grüne Kugeln) im freien Raum (c) wesentlich geringer ist als in der Nähe (b) des Festkörpers (a).

Konzentrationsanreicherung eines Gases an der Oberfläche eines Festkörpers
Konzentrationsanreicherung eines Gases an der Oberfläche eines Festkörpers durch Physisorption

Die in der obigen Abbildung gezeigte Form der Adsorption entspricht aber der Physisorption (physikalischen Adsorption), bei der die Wechselwirkung zwischen der adsorbierten Substanz (Adsorbat) und dem adsorbierenden Stoff (Adsorbens) auf Fernwirkungen, wie den van-der-Waals-Kräften, beruht.

Im Gegensatz dazu steht die Chemisorption, bei der die Teilchen mittels einer chemischen Bindung, welche oftmals kovalenter Natur ist, an die Oberfläche gebunden werden:.

Ein Kohlenstoffmonoxid-Molekül wird kovalent an die Oberfläche eines Stoffes gebunden  (z.B. im Autoabgaskatalysator)
Ein Kohlenstoffmonoxid-Molekül wird kovalent an die Oberfläche eines Stoffes gebunden (z.B. im Autoabgaskatalysator) $\Rightarrow$ Chemisorption.

 

Physisorption und Chemisorption unterscheiden sich in der Stärke der Bindungen, die sich in den Größen der Adsorptionswärmen äußert. Bei der Physisorption liegen diese im Bereich der Kondensationsenthalpien des entsprechenden Stoffes, bei der Chemisorption sind sie mit den Reaktionsenthalpien chemischer Reaktionen vergleichbar.

Die Chemisorption verläuft fast immer exotherm, die entsprechenden Enthalpien sind negativ, es wird Wärme frei. Sie spielt eine wichtige Rolle bei der heterogenen Katalyse.

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Die Chemisorption verläuft fast immer , die entsprechenden Enthalpien sind , es wird Wärme .
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