Adsorption de l’éthane sur rhénium et platine en ultra-vide et inhibition par l’oxygène

Centre de Cinétique Physique et Chimique du CNRS, Route de Vandœuvre, 54-Villers-Nancy, France.

Résumé

On étudie la chimisorption de l’éthane sur le rhénium et le platine. Pour des températures supérieures à 1 300 °K, l’énergie d’activation d’adsorption est de 6.5 kcal/mole sur le rhénium et de 1,9 kcal/mole sur le platine. En dessous de 600 °K, elle devient négative et de l’ordre de – 3 à – 4 kcal/mole sur le rhénium.

Un modèle qui postule l’adsorption de l’éthane sur des sites actifs, les crans dans les marches de la surface, rend compte de ces résultats. Le nombre de crans dépend de la température aux températures élevées, ce qui entraîne l’existence d’une énergie d’activation positive. Aux températures moyennes, le phénomène limitaleur devient la diffusion superficielle d’un précurseur mobile sur la surface, ce qui change l’énergie d’activation.

L’oxygène inhibe le chimisorption de l’éthane sur le platine et le rhénium. En présence d’un large excès d’oxygène, l’inhibition ne dépend que de l’équilibre d'adsorplion-désorption de l’oxygène ce qui permet de retrouver approximativement la chaleur isostérique d’adsorption de l’oxygène.

Abstract

Chemisorption of ethane on rhenium and platinum has been studied. In a temperature range higher than 1 300 °K, the activation energy for adsorption is 6,5 kcal/mole on rhenium and 1,9 kcal/mole on platinum. Below 600 °K, it becomes negative and of the order of – 3 to – 4 kcal/mole, on rhenium.

A model, assuming adsorption on active sites, namely the kinks on the surface ledges, explains these results. The number of kinks is temperature dependent at high temperatures. This leads to a positive activation energy. In the medium temperature range, the limiting process is surface diffusion of a mobile precursor.

Oxygen inhibits ethane chemisorption on both metals. With an excess of oxygen, inhibition depends only on the adsorption-desorption equilibrium of oxygen. Approximate values of the isosteric heat of adsorption of oxygen can then be obtained.