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胶体与界面化学讲述
一、吸附作用,吸附热 二、吸附曲线 三、吸附量的实验方法 §3-6 固体表面的吸附作用 一、吸附作用,吸附热 1、吸附:固体表面质点和气体分子相互作用的一种现象。 按作用力情况分成物理吸附和化学吸附。 吸附质:被吸附剂吸附物质。 吸附 吸附剂:比表面积相当大的物质。 物理吸附 比较 P173 表4-6 化学吸附 注:物理吸附和化学吸附有时二者可相伴发生。 例:P173 图4-31 物理吸附 化学吸附 吸附力 范德华力 化学键力 吸附热 较小(~液化热) 较大 选择性 无选择性 有选择性 稳定性 不稳定,易解吸 稳定 分子层 单分子层或多分子层 单分子层 吸附速率 较快 较慢 温度影响 小 大 物理吸附和化学吸附的比较 2.吸附热: 利用吸附热可判断吸附键强弱 吸附过程自发△G0;吸附后混乱度降低ΔS0 等T吸附时:△G=△H-T?△S-→ △H=△G+T?△S0-→放热 结论: (1)大多数实验结果也证实了气体在固体上的吸附放热。 (2)注意溶液吸附时:溶质吸附必伴随溶剂脱附 △S0 △S0 故△S总不一定小于零,△H有可能为正,即吸热. 积分吸附热Qi 吸附热分成 微分吸附热Qd-→反映吸附过程中某一瞬间 热量变化。 Qi是不同θ时的Qd的平均值。 二、吸附曲线 T一定 吸附等温线 吸附等压线 一定 P一定 吸附等量线 P179 三、吸附量的实验方法 在溶液中:C0吸附前溶液浓度 Ct吸附后溶液浓度 x=( C0-Ct)V 每g吸附剂吸附的吸附质的mol数 吸附气体: 1.石英弹簧称法(BET质量法) P181 2.流动法(质量法):先饱和吸附,后脱附 假定样品质量不变时,即饱和吸附 -→吸附质的饱和蒸气压 PA-→大气压 V1、V2为二股N2流速 V1 -→通过吸附质的N2流速 V2 -→通过混合器的N2流速 3.连续流动色谱法(低温氮吸附色谱法) P182 4.干燥器法 P184 P181 §3-7 吸附等温方程式 一、弗罗因德利希(Freundlich)吸附等温式 二、Langmuir吸附等温式――单分子层吸附理论 三、BET吸附等温式――多分子层吸附理论 1.Langmuir单分子层吸附理论 2.Langmuir吸附等温式 3.Langmuir吸附等温式的应用 4.混合吸附 5.解离吸附 1. BET理论 2.BET吸附等温式 3.BET公式应用 上节内容介绍了不同类型的吸附等温线,若用某些方程式对实验测得的各种类型的吸附等温线加以描述,或用吸附模型来说明所得的实验结果,产生了吸附理论及吸附等温方程式。 二、Langmuir吸附等温式――单分子层吸附理论 1、Langmuir单分子层吸附理论 (1)吸附为单分子层吸附(认为气体分子碰在已被固体表 面吸附的气体分子上是弹性碰撞(即:气体分子碰撞后跃 回气相,且与固体表面无能量交换。) 只有碰撞在空白的固体表面上时才被吸附 (2)被吸附在固体表面上的分子相互间无作用力。 (3)固体表面均匀,各处的吸附能力相等 (4)吸附平衡为动态平衡。 关于弯曲表面现象的例子很多。例如:在三通玻璃管的两端分别吹出大小不同的两个肥皂泡 当开通两边活塞后 小泡越缩越小,而大泡越涨越大。 过饱和蒸汽:一定温度下,当蒸汽分压超过该温度下的饱和蒸汽压,而蒸汽仍不凝结的现象 。 过饱和溶液: 在一定温度、压力下,当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下的溶质的溶解度,而溶质仍不析出 。 过热液体:在一定压力下,当液体的温度高于该压力下的沸点,而液体仍不沸腾 。 过冷液体:在一定压力下,当液体的温度已低于该压力下液体的凝固点,而液体仍不凝
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