ガス吸着法とはそもそも

質問

教えて下さい。
ガス吸着法で表面積を求める場合、極端にざっくり言うと、液体窒素温度で窒素を吸着させてという原理だと思うんですが、
そもそもこの方式って不活性ガスだから反応は起こらないと考えて良いんでしょうか？
どんなものでも表面に均一に吸着するのか疑問に思いまして…。
粒子表面の官能基等に影響されるという事はないのですか？

宜しくお願いします。

回答No.2

jamf0421 · ベストアンサー

ガスは吸着媒に対して不活性だから、吸着媒とは反応せずに物理吸着すると考えます。物理吸着の力の根拠は、最初の１層は固体と吸着ガスの間の分散力です。しかしその上の層に乗ってゆく分子はガスの液化凝集のようなものと考えられます。
活性炭とかアルミナとかの上に窒素を吸着させた場合、吸着力は固体の表面の影響を受けないかといえば、受けるはずです。
BET式は次のような式でした。
V=VmCP/{(P0-P)(1+(C-1)P/P0)}...(1)
ここでP0は飽和蒸気圧ですから液体窒素温度の窒素ガスなら大気圧です。Vmは単分子層吸着吸着に対応するガスの気体換算容積、Vは吸着ガス気体換算量です。ここでCはexpの肩に(E1-E2)/RTが乗った量に比例する量です。L1は固体へのガスの吸着熱で、L2は第２層目より上の吸着熱ですが、L2は窒素の液化熱と考えます。よってCの大きさには質問者さんの言われる固体と窒素ガスとの相互作用の大きさが反映されているわけです。（BETのモデルの意味においての相互作用の大きさですが...)
ところでBET表面積を求めるときは、(1)を変形し、P/P0=Xとおいて
X/V(1-X)={(C-1)/VmC}X+1/VmC...(2)
とし、Xに対してX/V(1-X)をプロットし、得られた直線の勾配(C-1)/VmCとY切片1/VmCを加えると1/Vmとなり、これの逆数に窒素分子断面積をかけて面積が出ます。計算ではうまくCは消えてしまって面積決定に効いこないというだけです。
なおCの大きさはVmを知ったところで(2)のグラフのY切片の値と組み合わせれば出せます。

お礼

やはり窒素の場合は反応せずに物理吸着するということなんですね。ありがとうございます。
C値は固体と窒素ガスとの相互作用の大きさが反映されている…なるほど！
大変勉強になりました。ありがとうございました。

回答No.1

c80s3xxx

ざっくりいえば，だいたいそういうことです．

お礼

ありがとうございました。