ｋｒ吸着とＮ２吸着の差について教えて下さい

質問

液体窒素温度で吸着量（表面積）の少ない試料の測定実験を行っていてふと思ったのですが、Ｋｒガスではちゃんと吸着して表面積もある程度出るのに、Ｎ２ガスでは吸着もあまりせず、当然表面積もｋｒガスでの結果より小さくなります。何度実験を行っても同様の結果になるのですが、分子径の違い等で吸着量の差が出るものなのでしょうか？それとも、Ｋｒガス吸着は表面積の小さいものに有効な理由があるのですか？ご迷惑をおかけしますが、どなたか教えて下さい。

回答No.1

jamf0421 · ベストアンサー

実験の詳細がわからないのですが、容量法でガスの物理吸着量を測ってBET法で比表面積を測定しているとします。また質問者さんの装置では比較的低い圧力も精度よく測れるとします。
さてBET法を普通に窒素吸着でやるならば、-196℃で測定し、この温度が液体窒素の沸点ですから、窒素の飽和蒸気圧P0=760 mmHg（古い単位で書いてすみません。）です。もし同じ温度でKrの吸着を測るならば、Krの沸点は-153℃ですから1気圧での沸点よりも低い温度で測定することになり、飽和蒸気圧は3 mmHg位のはずです。
さて容量法で吸着量を測る場合、系に導入されたガスのうち吸着する割合が高いほど測定精度は上がります。従って特に小さい表面積のものを測るのでしたら、飽和蒸気圧平衡圧が低く、平衡圧も低い方が精度があがってよいです。こうした場合、Krの吸着を液体窒素温度で測る方が、同じ温度で窒素吸着でやるよりも合理的といえます。
以上が測定精度に関する議論です。
物理吸着ですから窒素の方が吸着しにくくなる、という理由はないとおもいます。
窒素で測定すると表面積が低くなるという根拠は分かりませんが、一つの推量は次のとおりです。吸着量が少なくて測定誤差が大きく吸着量を全体的に低めに出してしまうと、BETプロットでy軸の値としては下駄を履いたように高めになり、y切片が大きめになってしまいます。その結果、BETプロットの勾配とy切片の合計値も大きくなり、その逆数である単分子層吸着量が小さくでる、ということかもしれません。

お礼

ご回答、ありがとうございました。
まだ、少し理解し切れていない部分がありますが、
残りの部分は何とか自分でがんばれそうです。

ありがとうございました。