Évaluations expérimentales des énergies d’interaction physisorbat-métal avec considération spéciale du cas des isothermes à marches. Prévision de la forme des isothermes d’adsorption

École nationale supérieure des industries chimiques, 1, rue Grandville, 54042 Nancy-Cedex, France.

Résumé

Le moment parait venu d’examiner l’ensemble, pourtant incomplet et disparate, des déterminations expérimentales des énergies d’interaction physisorbat-métal. Il apparaît que la précision des mesures, rendues délicates par l’hétérogénéité des surfaces et les contaminations, n’est pas encore telle que l’on puisse s'en servir pour vérifier la validité de modèles théoriques. De plus la nature exacte de la grandeur déterminée dépend encore de la technique choisie. On interprète donc les résultats dans le cadre d’une règle de combinaison simple, et suggérée par l’état, préalablement étudié, des phases bidimensionnelles condensées auxquelles on s’attachera spécialement. Les isothermes d’adsorption à marches, cas particulier d’interactions à composants multiples, apportent simultanément une garantie quant à l’état de la surface.

Au moins pour des adsorbats à molécules suffisamment grosses par rapport aux atomes du métal, deux paramètres jouent un rôle prépondérant dans la grandeur de l’interaction, et par là, dans la forme de l’isotherme d’adsorption : l’adsorbat interviendrait surtout par sa polarisabilité, ou plus commodément par sa chaleur de vaporisation ou sublimation, et l’adsorbant par un « paramètre d’adsorption » assez analogue au paramètre de solubilité de Hildebrand et Scott ou à un travail de cohésion. Il devient de ce fait possible, à quelques exceptions près, de prévoir la forme des isothermes d’adsorption pour un système quelconque adsorbat-métal et à toute température.

Abstract

It seems to be now the moment for examining the set, as incomplete and disparate it may be, of the experimental determinations of the physisorbate-metal interaction energies. Surface heterogeneity and contamination bring about such a lack of precision that those determinations cannot be used yet to test theoretical models. It further appears that the very nature of the measured quantity still depends upon the experimental technique chosen. So we shall limit ourselves to the scheme of a very crude combining rule which is suggested by the state, studied earlier, of the condensed bidimensional phases, upon which we shall focus our attention. The stepwise isotherms, a particular case of many-body interaction, simultaneously provide a control for the state of the surface.

At least when the adsorbate has molecules bigger than the metal atoms, two parameters seem to be preponderant for the size of the interaction energy, and therefrom, for the shape of the adsorption isotherm : these parameters seem to be the polarizability of the adsorbate, or more conveniently the latent heat of vaporization or sublimation, and an « adsorption parameter » of the adsorbent, which looks like Hildebrand and Scott’s solubility parameter or a work of cohesion. It is then nearly possible to foresee, with some probability, the shape of the adsorption isotherm for any adsorbate-metal system, at any temperature.