物理化学第八章界面化学.pptVIP

兰格谬尔方程： 或 ：一定量的吸附剂吸附吸附质的物质量 ：同量附剂吸附吸附质的最大物质量. （表面被覆盖一层时饱和吸附量） V：压力为p时的吸附量 Vm：表面被吸覆盖一层时饱和吸附量 兰格谬尔方程： 或 或 解释吸附等温线 Ⅰ:低压时p很小 直线 Ⅱ:高压时p很大 水平线 Ⅲ:中压时 曲线 例：已知恒温239.55K，不同平衡压力条件下，CO在1kg活性炭上的吸附量（已换算成标准状态下的体积），根据兰格缪尔等温式，用图解法求CO的饱和吸附量Vm，吸附系数a和每千克活性炭所吸附CO的分子数。 26.30 23.80 21.0 0 18.20 13.10 8.54 V×10-3m3/kg 89.33 72.00 57.33 42.63 25.07 13.47 p/kPa 解：根据 作图得一条直线 求得斜率=23.7，截距=1.325 设每千克活性炭表面上吸附CO的分子数（N） 根据 : 五、多分子层吸附理论——BET方程 在生产实际中，吸附等温线归纳五种情况: 兰格缪尔方程解释了第一种吸附等温线 多分子层吸附--在兰格缪尔理论基础上发展得到 模型:表面已被覆盖一层后，由于气体分子受范德华力作用，继续凝聚，发生多分子层吸附 由Brunauer-Emmett-Teller三人提出的多分子层吸附公式简称BET公式。 第一层的吸附与后面各层的吸附有本质上的区别，第一层是气体分子与固体表面的作用，而第二层以后是相同分子之间的作用。 曲率半径与毛细管半径之间的关系 润湿： θ＜900 cosθ＞0 h↑ 不润湿：θ＞900 cosθ＜0 h↓ §8—4 微小液滴的饱和蒸气压 ——开尔文方程 纯平面液体饱和蒸气压 ----f(t) 小液滴上的饱和蒸气压-----f(t,R) 英国物理学家 恒温恒压下,将1 mol液体分散成半径为r的小液滴 从开尔文方程可见： 凸液面 小液滴饱和蒸汽压大于平面蒸汽压 凹液面 凹液面上饱和蒸汽压小于平面蒸汽压 应用: 1.硅胶吸水 2.人工降雨 例；在298K时，水面上的饱和蒸汽压为3168Pa，求在相同温度下，半径为3mm的小水滴的饱和蒸汽压。已知此时水的表面张力为0.072N﹒m-1，水的密度为1000kg﹒m-3 解：根据 §8—5固体表面的吸附作用 固体表面和液体表面分子具有较高的能量，所以表面积越大，表面分子越多，系统的能量越高，能量高系统则不稳定。 液体 → 变形收缩表面积 固体 → 吸附 固体表面发生吸附作用是自发过程 生产生活中吸附作用应用 1.分子筛作催化剂 2.硅胶作吸水剂 3.活性炭吸附有毒有害气体 4.活性白土可以脱色 一、基本概念 1．吸附剂:具有吸附能力的物质。 2．吸附质:被吸附的物质 常用的吸附剂：硅胶、分子筛、活性炭等。 常用的吸附质：氮气、水蒸气、苯或环己烷的蒸汽等。 3．吸附：吸附剂吸附吸附质的过程；一种物质附着在另一种物质上;或在界面上某物质浓度自动发生变化。 4．吸附量：在等温等压条件下，当达到吸附平衡时，一定量的吸附剂吸附吸附质的量。用“ ”表示. 或 “q”表示 或 （固—气吸附） m：吸附剂的量（g）； x：吸附质的量（mmol）； V：气体吸附质的体积（换算成标准状态下即273.15K，100kPa下的体积） 5.物理吸附:吸附剂和吸附质之间的作用力是分子间力。 特点： 1.吸附与解析速率非常快，易达平衡 2.可以是单分子层吸附，也可以是多分子层吸附 3. 吸附一般在低温下进行 4. 吸附过程放热，但放出的热量小 6.化学吸附:吸附剂和吸附质之间的作用力是 化学键 特点： 1.吸附速率相对较慢，达平衡时间长 2.只能是单分子层吸附。 3. 吸附有选择性 4.吸附过程放热，但放出的热量较大。 在一个吸附过程中，物理吸附和化学吸附过程很难把它们截然分开，在一个过程中，往往二者同时发生，只是主次不同。 O2在W上的吸附 化学吸附:O2以原子,离子形式被吸附在W上; 物理吸附:O2以分子形式被吸附在W上; 温度不同时，起主导作用的吸附过程也可以转化 例如:CO在Pd上的吸附 观察在一定的压力下，温度从-200℃—200℃时吸附量的变化。 qA线:物理吸附为主 AB线:化学吸附为主 吸附过程都是放热过程，达饱和后，温度过高，对吸附都是不利的 总之，对一个吸附过程，在不同的条件下，化学吸附与物理吸附共存，但其主导地位不同，通常低温以物理吸附为主，高温以化学吸附为主。另外，吸