desorptiesnelheid

Desorptiesnelheid is de snelheid waarmee moleculen van een oppervlak naar de gasfase desorberen. Het beschrijft hoe snel adsorptie-verbindingen worden losgemaakt en van het oppervlak verdwijnen. In veel systemen hangt de desorptiesnelheid af van de oppervlakte dekking θ (het deel van de adsorptieplaatsen dat bezet is), de aard van de binding tussen adsorbat en oppervlak en de temperatuur.

Kinetisch wordt desorptie vaak beschreven met een wet die varieert met de reageer- of dekkingstoestand. Bij orde-1-desorptie ten opzichte van θ geldt bijvoorbeeld -dθ/dt = k_des θ, waarbij k_des de desorptie-constante is. Deze constante volgt vaak de Arrhenius-relatie k_des = ν exp(-E_des / RT), met E_des de desorptie-activatie-energie en ν een voornaamste vibratietrillingsfrequentie. Desorptie kan chemisorptie (sterke binding) of physisorptie (zwakke binding) betreffen, wat invloed heeft op E_des en op de kinetische aard van de desorptie.

Factoren die desorptiesnelheid bepalen zijn onder meer temperatuur, oppervlaktestructuur en oppervlaktesdeling, de gasfase-druk en de aanwezigheid van andere adsorbat-soorten. Ook massa-overdrachtbeperkingen tussen gasfase en oppervlak of door poriën kunnen de waargenomen snelheid beïnvloeden, waardoor intrinsieke kinetiek en transportverschillen onderscheiden moeten worden.

Experimenten zoals temperatuur-geprogrammeerde desorptie (TPD), thermogravimetrie (TGA) en kwarts-crystal microbalance (QCM) leveren informatie over k_des en E_des. Desorptiekinetiek speelt een sleutelrol in katalyse, milieukunde, chromatografie en sensortechnologie.