第四章西南林业大学柴希娟胶体与表面化学课件课程.ppt

第四章 固体表面的性质 当气相或液相中的分子 或原子、离子 碰撞在固体表面时，由于它们之间的相互作用，使一些分子 或原子、离子 停留在固体表面上，造成这些分子 或原子，离子 在固体表面上的浓度比在气相或液相中的浓度大，这种现象称为吸附。通常称固体为吸附剂，被吸附的物质为吸附质。固体的比表面越大，吸附现象就越显著。 第一节　固体表面 固体表面与液体表面的异同 第一节　固体表面 固体表面与液体表面的异同 第一节　固体表面 2. 固体的表面自由能及其后果 第一节　固体表面 2. 固体的表面自由能及其后果 第一节　固体表面 2. 固体的表面自由能及其后果 第二节 固体表面对气体的吸附 吸附现象的本质 （1）吸附现象的本质 第二节 固体表面对气体的吸附 1. 吸附现象的本质 （2）吸附的类型和特点 物理吸附 化学吸附 化学吸附 物理吸附 化学吸附 化学吸附 物理吸附向化学吸附的转变 物理吸附向化学吸附的转变 物理吸附向化学吸附的转变 物理吸附向化学吸附的转变 第二节 固体表面对气体的吸附 2. 吸附量的表示方法 吸附量与温度、压力的关系 4、吸附曲线的类型 （1）吸附等温线的类型 （1）吸附等温线的类型 （1）吸附等温线的类型 （1）吸附等温线的类型 （1）吸附等温线的类型 毛细凝聚现象 毛细凝聚现象 （1）吸附等温线 （1）吸附等温线 （2）吸附等压线 （2）吸附等压线 （2）吸附等压线 （3）吸附等量线 （3）吸附等量线 （3）吸附等量线 5、吸附热 （2）吸附热的测定 1、Langmuir吸附等温式 1、Langmuir吸附等温式 1、Langmuir吸附等温式 1、Langmuir吸附等温式 1、Langmuir吸附等温式 1、Langmuir吸附等温式 1、Langmuir吸附等温式 Langmuir吸附等温式 2、Freundlich吸附等温式 2、Freundlich吸附等温式 3、BET公式 BET公式 BET公式 BET公式 （2）BET法测定固体的比表面积 第四节 液-固界面现象 1、粘附功 work of adhesion 2、浸湿功 work of immersion 2、浸湿功 work of immersion 3、内聚功 work of cohesion 3、内聚功 work of cohesion 4、铺展系数 spreading coefficient 4、铺展系数 spreading coefficient 4、铺展系数 spreading coefficient 4、铺展系数 spreading coefficient 5、接触角 contact angle 5、接触角 contact angle 本章重点 掌握物理吸附和化学吸附的特点及转化； 熟悉吸附量的表示方法； 掌握吸附等温曲线的类型； 掌握固体表面对气体的吸附模型的假设条件以及相关计算 ； 固体浸湿过程示意图 气 液 固 固体浸湿过程示意图 气 液 固体浸湿过程示意图 气 液 固体浸湿过程示意图 气 液 固体浸湿过程示意图 气 液 固体浸湿过程示意图 气 液 固体浸湿过程示意图 气 液 固 等温、等压条件下，两个单位液面可逆聚合为液柱所作的最大功称为内聚功，是液体本身结合牢固程度的一种量度。 内聚时两个单位液面消失，所以，内聚功在数值上等于该变化过程表面自由能变化值的负值。 液 液 液 液 等温、等压条件下，单位面积的液固界面取代了单位面积的气固界面并产生了单位面积的气液界面，这过程表面自由能变化值的负值称为铺展系数，用S表示。 若S≥0，说明液体可以在固体表面自动铺展。 一种液体能否在另一种不互溶的液体上铺展，取决于两种液体本身的表面张力和两种液体之间的界面张力。 一般说，铺展后，表面自由能下降，则这种铺展是自发的。 大多数表面自由能较低的有机物可以在表面自由能较高的水面上铺展。 设液体1，2和气体间的界面张力分别为g1,g, g2,g和g1,2。 在三相接界点处，g1,g和g1,2企图维持液体1不铺展； 而g2,g的作用是使液体铺展。 如果g2,g g1,g+g1,2 ，则液体1能在液体2上铺展。 固 液 气 固 液 气 固 液 气 固 液 气 固 液 气 固 液 气 固 液 气 固 液 气 固 液 气 固 液 气 固 液 气 固 液 气 液体在固体表面上的铺展 Ⅴ 发生多分子层吸附，有毛细凝聚现象。 例如373 K时，水汽在活性炭上的吸附属于这种类型。 图（a） 设吸附剂的孔为一端开口半径为R的圆筒， R的大小属于中孔范围，可以应用Kelvin公式。设液体能完全润湿孔壁，这样所得的吸附等温线如图 a 所示。 AB线段代表低压下的吸附，当压力达到折点处，发生毛细凝聚，即蒸汽变成液体在毛细管中凝