近代物化实验-固体比表面的测定.pdfVIP

固体比表面的测定 实验目的 1. 用静态容量法测定测定固体物质的 比表面积。 2. 学习低温控制技术。 实验原理 比表面: 比表面通常用来表示物质分散的程度， 有两种常用的表示方法： 单位质量（体积）的固体所具有的表面积； A A A A m V m V m和V分别为固体的质量和体积，A为其表面积。 常用的测定表面积的方法有BET法和色谱法。 分散度与比表面 把物质分散成细小微粒的程度称 为分散度。 例如，把边长为1cm的立方体逐渐分割成小立 方体时，比表面增长情况列于下表： 2 3 边长l/m 立方体数 比表面A / （m /m ） v 1×10-2 1 6 ×102 1×10-3 103 6 ×103 1×10-5 109 6 ×105 1×10-7 1015 6 ×107 1×10-9 1021 6 ×109 分散度与比表面 把一定大小的物质分割得越小，则 分散度越高，比表面也越大。纳米级的 超细微粒具有巨大的比表面积，因而具 有许多独特的表面效应，成为新材料和 多相催化方面的研究热点。 吸附剂和吸附质(adsorbent,adsorbate) 当气体或蒸汽在固体表面被吸附时，固 体称为吸附剂，被吸附的气体称为吸附质。 常用的吸附剂有：硅胶、分子筛、活性 炭等。 为了测定固体的比表面，常用的吸附质 有：氮气、水蒸气、苯或环己烷的蒸汽等。 物理吸附 1.吸附力是由固体和气体分子之间的范德华引 力产生的，一般比较弱。 2.吸附热较小，接近于气体的液化热，一般在 几个kJ/mol 以下。 3.吸附无选择性，任何固体可以吸附任何气体， 当然吸附量会有所不同。 4.吸附稳定性不高，吸附与解吸速率都很快。 物理吸附 5.吸附可以是单分子层的，但也可以是多分子 层的。 6.吸附不需要活化能。 物理吸附仅仅是一种物理作用，没有电 子转移，没有化学键的生成与破坏，也没有 原子重排等。 物理吸附：H 在金属镍表面发生物理吸附 2 在a点，位能最低，这是物理吸附的稳定状态。 这时氢没有解离， 两原子核间距等于Ni和 H的原子半径加上两者 的范德华半径。 放出的能量E 等于 a 物理吸附热Qp ，这数值 相当于氢气的液化热。 化学吸附 1.吸附力是由吸附剂与吸附质分子之间产生的 化学键力，