Boven een Eley-Ridealreactie, onder het mechanisme van Langmuir en Hinshelwood.

Voor het eerst is aangetoond dat Eley-Ridealreacties ook mogelijk zijn zonder dat er waterstof aan te pas komt. Amsterdamse onderzoekers publiceerden deze waarneming onlangs in Physical Review Letters.

Om precies te zijn wisten de onderzoekers van het Van ’t Hoff-instituut (UvA) en het FOM-instituut Differ stikstofmonoxide (NO) te maken door een mengsel van N en N2 te blazen op een ruthenium-oppervlak, dat bedekt was met zuurstofatomen.

Essentieel voor zo’n Eley-Ridealmechanisme is dat die stikstof met een zuurstofkern moet reageren op het moment dat ze er eentje raakt. Dus zonder dat ze eerst zelf wordt geadsorbeerd door het onderliggende oppervlak.

In verreweg de meeste gevallen gebeurt dat laatste wél. Dan heb je het over een Langmuir-Hinshelwoodmechanisme. Na de adsorptie moeten beide reactanten dan net zo lang over het katalysatoroppervlak zwerven tot ze elkaar een keertje tegenkomen. Dat levert vertraging op en bovendien energieverlies omdat de deelnemers ook allebei weer van het oppervlak los moeten komen.

Dat het in dit geval echt om een Eley-Ridealreactie ging was te zien aan het feit dat de NO niet alle kanten op vloog, maar van het oppervlak af kaatste onder dezelfde hoek die de stikstofbundel met dat oppervlak maakte. In de voor het experiment gebruikte Harpoen-opstelling (ook bekend als Surface-PSI en eigenlijk ontworpen voor kernfusie-onderzoek) is het mogelijk die hoek te meten.

Bij een Langmuir-Hinshelwoodreactie raakt tijdens het adsorptieproces de oorspronkelijke bvewegingsenergie van beide componenten zoek, zodat het een kwestie van toeval wordt welke kant het reactieproduct uit vliegt.

De theorie achter de Eley-Ridealreactie dateert al van 1938. Sindsdien zijn er verschillende voorbeelden van waargenomen, maar altijd met waterstof als een van de deelnemers. Dat het zonder waterstof ook lukt zou heel interessant kunnen zijn, al blijft voorlopig volkomen onduidelijk of je het ook in een industriële setting voor elkaar kunt krijgen.

bron: FOM

Onderwerpen