Freitag vormittags Vorträge - Bunsentagung - Technische Universität ...

Freitag 21.05.2004, 15:50 Uhr
Vortrag - Chemie der Atmosphäre
B
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Adsorptions- /Desorptions-Kinetik von Aceton
auf Eisoberflächen bei Temperaturen um 200 K.
Experiment und nummerische Simulation.
Peter Behr, Ulrich Scharfenort , Atanas Terziyski , Reinhard
Zellner
Universität Essen, Institut für Physikalische und Theoretische
Chemie, D-45117 Essen, Germany,
behr@phchem.uni-essen.de
Die Kinetik der Adsorption und Desorption von Aceton an Eisoberflächen
bei Temperaturen um 200 K sowie die Diffusion in
die kondensierte Phase wurde unter Verwendung eines wandbeschichteten
Strömungsreaktors mit massenspektroskopischer
Detektion untersucht. Die Eisoberfläche wurde durch Kondensation
von Wasserdampf erzeugt, der über eine gleichförmig koaxial
bewegte und beheizte Sonde zugeführt wurde.
Zur Beschreibung der Kinetik von Adsorptions- und Desorptionsprozesse
in einem wandbeschichteten Strömungsreaktor
wurde ein nummerisches Simulationsprogramm für Langmuir-
Adsorption entwickelt. Im Temperaturintervall von 208 - 223 K
kann die Adsorption von Aceton auf Eis durch einen Aufnahmekoeffizient
von γ ∼ 0.006, die temperaturabhängige Desorption
durch eine Aktivierungsenergie von Ea = 46 kJ mol −1 mit
einem Frequenzfaktor von A = 10 12 s −1 beschrieben werden.
Bei Temperaturen zwischen 190 - 203 K findet eine zusätzliche
Entfernung von Molekülen aus der Gasphase statt, die nicht
mehr durch das Langmuir-Adsorptions-/Desorptionsverhalten
beschrieben wird. Unsere Beobachtungen sind in Übereinstimmung
mit der Modellannahme, dass bei Temperaturen ≥ 203 K
die Dynamik der Eisoberfläche soweit vermindert ist, dass die
Diffusionsrate über die dynamische Phasengrenzschicht (∼ 3
˚A) die Desorptionsrate übersteigt und eine zusätzliche reversible
Aufnahme in die kondensierte Phase erfolgt. Die Anpassung
an die Meßwerte ergab bei 198 K einen Diffusionskoeffizienten
für Aceton in Eis von ∼ 10 −14 cm 2 s −1 .