附加压力和蒸汽压溶液吸附.ppt

求的是毛细管内水的饱和蒸汽压,求的是液滴的饱和蒸汽压,液面不呈半球形,一个玻璃毛细管分别插入25 和75 的水中 则毛细管中的水在两不同温度水中上升的高度：c (A) 相同 ； (B) 无法确定 ； (C) 25 水中高于75 水中 ； (D) 75 水中高于25 水中 。,有一露于空气中的圆球形肥皂液膜，其半径为r，表面张力为，则该液膜所受的附加压力为 A P= 2/r B P= /2r C P= 4/r D P= /r,在相同条件下，两液滴的饱和蒸气压P1P2 则相应的液滴半径r1 _ _ r2。,微小晶体与普通晶体相比较，性质正确的是 A微小晶体的饱和蒸气压大 B微小晶体的溶解度大 C微小晶体的熔点较低 D微小晶体的溶解度较小,13.3 溶液的表面吸附,由表面能的公式可知，降低表面能的方式有两种 1、降低表面张力， 2、减小表面积,纯液体的表面张力在一定温度下是一定的，所以纯 液体可以通过改变形状，减小表面积，降低表面能,对于溶液除了可以通过改变形状，减小表面积，还可以通过降低表面张力，减小表面能。,溶液降低表面张力的途径是改变表面层的组成。,例如： 某些溶质能降低溶液的表面张力，这样的溶质 会更多的占据在表面层上，使表面层浓度大于 本体的浓度。 相反, 某些溶质会使表面张力升高，这样的 溶质会力图进入溶液内，使表面层浓度小于本体 浓度。,溶液的表面吸附 无论溶质在表面层的浓度大于本体的浓度。 还是小于本体的浓度，这种现象都称为溶液的表 面吸附。,吸附类型,2、负吸附： 溶质在表面层的浓度小于本体的浓度。 （无机盐）,1、正吸附： 溶质在表面层的浓度大于本体的浓度。 （有机物）,二、吉布斯吸附公式,分析,例题,2、饱和吸附量,溶液的表面吸附,1、表面吸附量的定义式 2、吉布斯吸附公式 3、计算溶液的表面吸附量,某溶液表面张力 与溶质浓度 c 的关系式： 式中 为纯溶剂的表面张力，A、B为常数. 则表面超量为：,液体滴到固体表面上会有两种不同的表现形式 1、 液体在固体表面收缩，如水银落在地面 2、 液体在固体表面铺展，水滴在玻璃上。,是气固界面变为固液界面的现象，称为液体对固体的润湿作用,一，润湿：固体表面上的气体被一种液体取代的过 程称为润湿过程。,13.6 固-液界面的性质,润湿的程度：可用表面张力或接触角衡量,s,l,g,润湿过程分为三类：粘湿，浸湿，铺展。 1、粘湿：接触角小于1800 。（气液，气固界面转化为固液界面的过程）,固,Wa0:液体可以粘湿固体。 Wa愈大，界面粘得愈牢,液体,固体,液体在固体界面上粘得牢不牢,2、浸湿：接触角小于900 ，（气固界面转化为固液界面的过程）。,固体能否被液体浸湿,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-铺展过程.,若S0，液体自动铺展。,液体在固体表面能否发生铺展，可以用铺展系数衡量,3、铺展：接触角近似等于00,铺展也可以发生在两种互不相溶的液体之间,s,例题：298K水和辛醇，水和汞，汞和辛醇的表面 张力分别为0.009N/m，0.375N/m,0.348N/m， 判断 1、水能否在汞和辛醇表面铺展， 2、辛醇能否在汞和水的表面铺展,水不能在汞和辛醇表面铺展,辛醇能在汞和水的表面铺展,1、汞视为固体。辛醇视为气体。水为液体,2、汞视为固体。水视为气体。辛醇为液体,铺展属于完全润湿，利用铺展系数可以判断液体 能否完全润是固体,重点,润湿的三种类型,接触角判断润湿的程度,粘附功，浸湿功，铺展系数的计算,液体在毛细管内上升和下将取决于表面张力的大小？（润湿）,取决于液体是否润湿固体,作业 ：12、15、16、17、18。,溶液的表层浓度与表面张力的关系有三种类型,表面活性剂,1、表面活性剂：显著降低溶液表面张力的物质,2、表面活性剂的特点： 具有双亲基团 在表面层定向排列，高浓度时 达到临界胶束浓度，表层形成单分子膜，内部 形成胶束，憎水基团 指向里边。,表面活性剂在水溶液中形成胶束所需的最低浓度。一般在0.0010.002mol/dm3。,表面活性剂在溶液的表面产生正吸附,表面活性剂的作用,1、润湿作用,喷洒农药时在药液中加入表面活性剂，使药液很 好的润湿植物的叶铺展开，待水分蒸发，叶上均 匀的留下药物。,2、增溶作用,有机物不易溶于水，但可溶于达到临界胶束浓度 的表面活性剂的溶液中。（进入胶束内部）,4、去污作用,5、乳化作用,思考题,1、表面活性剂加到溶液中，引起,产生的吸附是,2、具有双亲结构的表面活性剂，能在界面 从而降低,3、将两张细长的纸条平行放入水中，中间留少许 距离，在中间滴一滴肥皂水，两纸条的距离如 何变化。,4、表面活性剂的增溶作用错误的是， 可使被溶物的化学势降低，是可逆的平衡过程，与溶解相同，与乳化不同。,纯水、盐水、皂液相比，其表面张力的排列 （盐水） （纯水） （皂液）,表面活性剂的结构特征是,用同一支滴管，滴下相同体积的水和苯 滴数哪个多? ( ) (A) 水的多 (B) 苯的多 (C) 一样多 (D) 随温度而改变,一根毛细管插入水中，液面上升的高度为h， 当在水中加入少量的NaCl，这时毛细管中液面 的高度为： A) 等于h ； (B) 大于h ； C) 小于h ； (D) 无法确定 。,气固吸附,13.8 固体表面的吸附,吸附质：被吸附的气体： 氮气、水蒸气、环己烷蒸汽等 吸附剂：吸附气体的固体： 硅胶、分子筛、活性炭等,一、吸附类型,1、物理吸附：气体在固体表面的液化。 2、化学吸附：气体在固体表面发生化学反应。,二、 吸附平衡与吸附量,1、吸附平衡： 一定温度下，吸附速率和脱附速率相等即rads = rd 此时被吸附的气体量不随时间而变化的状态。 2、吸附量： 吸附平衡时，单位质量的吸附剂所吸附的吸附质的量 吸附量的表示：,体积要换算成标准状况(STP),三、吸附曲线,(3)T = 常数，q = f (p) 吸附等温线,(1)p = 常数， q = f (T) 吸附等压线,(2)q = 常数， p = f (T) 吸附等量线,吸附平衡时,吸附曲线分为三种类型,1、吸附等压线,物理吸附等压线,化学吸附等压线,吸附等压线的作用判断吸附类型,q = f (T),2、吸附等量线 p = f (T)q,作用：求吸附热,3、吸附等温线的类型,保持温度不变，q 随P的升高而增大,吸附等温线五种类型,1单层吸附,其余都属多层吸附,通过对吸附等温线的研究，得到了吸附等温式， 从而揭示了吸附剂的一些表面性质,四、吸附等温式,（1）吸附是单分子层的；,朗格缪尔吸附理论的要点：,（2）吸附与脱附可建立动态平衡，且被吸附分子 之间无相互作用,气体只有遇到固体的空白表面，才能被吸附,1、朗格缪尔吸附等温式,所以脱附时吸附质间互不影响,朗格缪尔吸附等温式,a = ka/kd:吸附系数,适用于单分子层吸附,覆盖度可用体积分数表示 q =V/Vm,p/Vp作图,p/V,p,斜率=1/Vm 截距=1/aVm,重排后取倒数,分子的横截面积,吸附剂质量,单位质量的吸附剂具有的表面积,吸附剂比表面积,1.假设吸附是单分子层的，与事实有的不符。,2.假设表面是均匀的，其实大部分表面是不均匀的。,3.在覆盖度 较大时，Langmuir吸附等温式不适用。,Langmuir吸附等温式的缺点：,BET吸附等温式 多分子层气固吸附理论,C- 与吸附热有关的常数 Vm-铺满单分子层所需气体的体积 p和V-吸附时的压力和体积 Ps-实验温度下吸附质的饱和蒸汽压。,改为,得C和Vm,比压一般控制0.050.35之间。单层或多层,BET吸附等温式的重要应用,BET吸附等温式的适用范围,复习题,1、水在两玻璃板间能形成凹液面，当在两块玻璃板 间放一滴水后，与不放水以前比较，拉开的难易 程度是：（ b ） （A）更容易 （B） 更难 （C）不变 （D） 相当,2、在一定温度下，某液体由微小的液滴聚集成大滴的过程，该体系（ b c） （A）表面自由能降低 （B）表面积增大 （C）蒸汽压增加 （D）体积减小 （E）表面积减小,选择,3. 双亲性分子，能作表面活性剂原因是（ ce ） （A）在界面上产生负吸附 （B）能形成胶束 （C）能在界面立向排列，降低表面能 （D）使溶液的表面张力增大 （E）能使溶液的表面张力下降,4、有一露于空气中的圆球形肥皂液膜，其半径 为r，表面张力为，则该液膜所受的附加压力为 （ c ） A P= 2/r B P= /2r C P= 4/r D P= /r,5、在毛细管内装入润湿性液体, 现在毛细管内右 端加热时,则管内液体将 ( a ) A 向左移动， B向右移动 C 不 动 D 左右来回移动,6、气体在固体表面上发生吸附过程，G如何变化? (b) A G 0 B G 0 C G 0 D 无法确定,7、在相同条件下，两液滴的饱和蒸气压P1P2 则相应的液滴半径r1 _ _ r2。,8、下列关于物理吸附的描述中，不正确的是be A 吸附力基于分子间力，吸附一般没有选择性 B 吸附较稳定，不易解吸 C 吸附速度快，吸附热小 D 吸附可以是单分子层或多分子层 E 吸附力是化学键，吸附有选择性,9、在相同温度下，同一液体，分散成半径不同 的小液珠，如果r1 r2 r3,则各自饱和蒸气压 p1 , p2 , p3必定满足（ c ） A、 p1 p2 p3； B. p1 =p2 =p3； C 、 p1 p2 p3； D. 不存在规律性,10. 298K、p下，已知水的表面张力为0.072N/m 将半径为0.510-5m的玻璃毛细管插入水中，则 在弯曲液面上产生的附加压力为（ c ） 31.6KPa B.14.4KPa C. 28.8KPa D. 288KPa,11. 表面活性物质的实质作用是（ b ）： A. 乳化作用 B. 降低表面张力 C. 加溶作用 D. 增加物质的溶解性,a,13、微小晶体与普通晶体相比较，性质正确的是 A微小晶体的饱和蒸气压大 B微小晶体的溶解度大 C微小晶体的熔点较低 D微小晶体的溶解度较小,12、液体的附加压力和表面张力的联系与区别在于 (A) 产生的原因和方向相同而大小不同 (B) 作用点相同而方向和大小不同 (C) 作用点相同而产生的原因不同 (D) 产生的原因相同而方向不同,d,abc,14. 下列关于物理吸附的描述中，不正确的是 A. 吸附力基于分子间力，吸附一般没有选择性 B. 吸附较稳定，不易解吸 C. 吸附速度快，吸附热小 D. 吸附可以是单分子层或多分子层,15. 气体在固体表面发生等温吸附时： A S0 B S0 C S=0 DS0,16、下列气体钢瓶颜色正确的是 （ A,B） (A) 氧气钢瓶 蓝色 (B) 氢气钢瓶 绿色 (C) 乙炔气体钢瓶蓝色 (D) 氮气钢瓶绿色,b,b,22一个玻璃毛细管分别插入25 和75 的水中 则毛细管中的水在两不同温度水中上升的高度：c (A) 相同 ； (B) 无法确定 ； (C) 25 水中高于75 水中 ； (D) 75 水中高于25 水中 。,23纯水的表面张力是指恒温恒压时水与哪类相 接触时的界面张力：b (A) 饱和水蒸气 ； (B) 饱和了水蒸气的空气 ； (C) 空气 ； (D) 含有水蒸气的空气 。,1、对处于平衡状态的液体，凸液面内部分子 所受压力 外部压力；,2、一般来说，物理吸附的吸附量随温度的增 高而 ，化学吸附的吸附量随温度的增高 而,0时溶质的表面过剩量 0,3、在293K时，水的表面张力为0.0728 Nm-1，汞 的表面张力为0.4865 Nm-1，而汞与水的界面张力 为0.415 Nm-1,则一滴水滴到汞的表面上，水 能或不能）在汞的表面上铺展。,填空,5 . 化学吸附的吸附作用力是 ，吸附层为 。,6. 习惯上人们常用接触角 来判断液体对固体的