界面现象完整版本.pptVIP

物理吸附化学吸附吸附作用力范德华力（长程力）化学键力（短程力）吸附热较小，近于液化热8-20kJ·mol-1较大，近于反应热40-400kJ·mol-1吸附层数单分子层或多分子层单分子层吸附选择性无有吸附稳定性不稳定，易解吸较稳定，不易解吸吸附速率快，不需活化能不受温度影响慢，需活化能，升温加速物理吸附与化学吸附的比较对于一定的吸附剂与吸附质的体系，达到吸附平衡时，吸附量是温度和吸附质压力的函数，即：通常固定一个变量，求出另外两个变量之间的关系，例如：(1)T=常数，q=f(p)，得吸附等温线(2)p=常数，q=f(T)，得吸附等压线(3)q=常数，p=f(T)，得吸附等量线（2）吸附曲线吸附等温线定义:保持温度不变,吸附量与平衡分压的关系曲线吸附等温线规律：Langmuir吸附等温式朗格缪尔根据大量吸附实验的结果，在1916年提出了单分子层吸附理论，并应用动力学观点推导出吸附等温式。其基本假设是，（1）固体表面是均匀的，表面上所有部位的吸附能力相同，因而气体分子被吸附的机会均等；（2）吸附是单分子层的。气体分子只有撞在空白表面上才有可能被吸附，倘若撞在已被吸附的分子上，则将发生弹性碰撞，该分子被反弹回到气相中；（3）被吸附分子之间无相互作用，因此吸附与脱附过程的进行不受其他吸附分子的影响；（4）在一定条件下，吸附与脱附间可建立动态平衡，即达到平衡时吸附速率与脱附速率相等。Langmuir吸附等温式达到平衡时，吸附与脱附速率相等吸附速率为脱附速率为令：这公式称为Langmuir吸附等温式，式中a称为吸附平衡常数（或吸附系数），它的大小代表了固体表面吸附气体能力的强弱程度表示固体表面被吸附的气体分子所覆盖的分数，则1-表示固体表面未被吸附分子覆盖的分数，即空白表面的分数。以q对p作图，得：Langmuir等温式的示意图1.当p很小，或吸附很弱，ap1，q=ap，q与p成线性关系2.当p很大或吸附很强时，ap1，q=1，q与p无关，吸附已铺满单分子层3.当压力适中，q∝pm，m介于0与1之间朗格缪尔吸附等温式，又称单分子层吸附公式。为便于对朗格缪尔吸附等温式进行实验验证，可将上式化为直线方程若以Γ表示在平衡压力p下的吸附量，代表饱和吸附量，即表面完全覆盖时的吸附量，则，代入上式得若以对p作图应得一直线，其斜率为，截距为，由此可求出b和的数值。重排后可得：这是Langmuir吸附公式的又一表示形式。用实验数据，以p/V~p作图得一直线，从斜率和截距求出吸附系数a和铺满单分子层的气体体积Vm。将q=V/Vm代入Langmuir吸附公式设：表面覆盖度q=V/VmVm为吸满单分子层的体积则空白表面为(1-q)V为吸附体积证明：[分析]Kelvin公式可用于计算颗粒半径对其溶解度的关系。从达到相平衡需要满足的前提条件，即温度、等压、各组分在各相中的化学势相等出发，利用化学势与压力以及压力与颗粒半径的关系即可得证。8.试证明球形固体颗粒的溶解度与其颗粒半径r的关系满足式，其中c为大块固体的溶解度；ρ、M为固体的密度和摩尔质量；为固-液界面张力。当大块固体与其饱和蒸汽达平衡，并将气体视为理想气体，则式中：p为大块固体的饱和蒸汽压。(1)当大块固体溶解于溶剂中并达平衡时式中：pB为与溶液平衡的气相中溶质的分压。比较式(1)和式(2)，得即大块固体的饱和蒸汽压等于溶液饱和蒸汽压中溶质的分压。同理，对于半径为r的小颗粒固体，有(2)(3)(4)由式(3)、式(4)两式，得(5)假设固体在溶剂中形成稀溶液，固体溶质服从Henry定律(6)(7)由式(5)、式(6)、式(7)可得(8)Kelvin公式同样适用于固体物质，即(9)将式(8)代入式(9)，得9.设平面液体所受压力为p0，半径为r液滴所受压力为p0+ps，根据Young-Laplace公式证明：等温等压下液体与蒸气达平衡时满足压力改变，重新建立平衡，则Gibbs自由能变化量必相等，即等温下则整理得(1)根据Clausius-Clapeyron方程(2)式