| 研究概要 |
・昨年度の熱力学的同位体効果の定量的記述の検討結果を受けて,動力学的同位体効果の検討を進めた.
・その手始めとして,昨年度中断したPd-4 at%Pt合金による軽水素の吸収等温線の真空マイクロバランス法による測定を再開し,その結果を解析した.
・なお,測定は,温度0,20,40,60,80C,水素圧0.1,0.2,0.5,1.0,2.0,5.0,10Torrで行った.
・その結果,溶解吸収の初速度は水素圧に比例するが,吸収曲線全体は表面での水素の解離吸着と吸着原子の会合脱離で制限される拡散過程として
(dt)/(dM(H_<abs>)dt)=-D((∂t)/(∂C))=_<x=0>=κ_<ads>P_H_2N^2_S(1-C_s)^2-κ_<des>N^2_SC^2_s
(∂t)/(∂C)=D((∂x_2)/(∂^2C))
で記述できることが知られた.但し,M(H_<abs>)は水素吸収量,Cは試料内での水素濃度,C_sは表面での水素濃度,C_<eq>は平衡水素濃度,またk_<ads>及びk_<des>は吸着及び脱離の速度定数,N_sは単位面積あたりの吸着席数,Dは拡散係数である.
・なほ,溶解平衡常数,K,はK=k_<ads>/k_<des>の形で,動同力学的同位体効果と関連している.
・解析の結果,軽水素の解離吸着及び吸着原子の会合脱離反応の活性化エネルギーはそれぞれ4.6及び9.0kcal/molと求められた.
・また,拡散係数の活性化エネルギーは7.1kcal/molで,見掛けの頻度因子は2×10^<-4>cm^2/secと求められた.
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