物理化学教学课件：chap15（9-11)

1、1,15-9 表面活性剂和表面膜,表面活性剂:添加少量即能显著降低水气界面和水油界面的界面张力的表面活性物质。 作用：去污作用，增溶作用，润湿作用， 分子特征： 肥皂 卵磷脂,2,表面活性剂分类,返回首页,返回章首,二、表面活性剂分子在溶液中的所处状态,胶束表面活性剂的 聚集体,临界胶束浓度表面 活性剂的大致 在界面形成单 分子层的浓度,增溶作用,4,各种形式的胶束,5,胶束和临界胶束浓度(cmc,6,三、表面活性物质与润湿作用,亲液性固体能被液体润湿的固体； 憎液性固体不能被液体润湿的固体,7,1) 关系，二维的流体,四、不溶性单分子膜,8,S 固态膜 L1 膨胀液态膜 L2 凝聚液态膜 G

2、 气态膜,单分子膜的状态方程,9,2) LB膜兰缪尔(I. Langmuir)和勃洛杰脱(K.B.Blodgett,按AAA沉积称为X膜 按BBB沉积称为Y膜 按ABAB交叉沉积称为 Z膜,10,3) 双层膜和囊泡,由两个单分子层的亲油基相互接触形成。囊泡泡壁两面均是亲水基，故内外都是水溶液，且可溶解不同物质，可作为生物细胞的一个模型,11,15-10 固体表面上的吸附作用,本题目涉及的一些问题：混合气体、溶液中组分的分离和富集；多相催化反应；多孔性物质的比表面测定；催化剂的孔径分布,12,研究的内容： 吸附平衡时 一般的研究模型: 一般的研究方法： 的测定,13,气固吸附,吸附质,吸附剂,一

3、、吸附与吸附量 气固吸附、液固吸附,14,20oC 时木炭对苯(1)-乙醇(2)的吸附,液固吸附,15,16,二、吸附量随温度、压力和体相 浓度的变化,吸附等温线：氨在炭上的吸附等温线,17,吸附等温线的五种类型,18,相变现象,Kr在NaBr上的吸附等温线,19,氨在碳上的吸附,吸附等压线,20,吸附等量线,氨在碳上的吸附,21,吸附焓,22,三、物理吸附与化学吸附及其区别,23,CO 在铂上的吸附等压线,物理吸附和化学吸附可以相继或同时发生,24,四、变温吸附和变压吸附,变温吸附和变压吸附,返回首页,实验方法,容量法,重量法,15-11 固体吸附的实验、半经验和理论方法,返回章首,26,半

4、经验模型 (1) 费罗因德利希经验式 (H. Freundlich) (2) 兰缪尔吸附等温式,27,返回首页,28,返回首页,29,兰缪尔吸附理论要点,固体表面力场不饱和，可吸附气体分子或溶质分子 吸附是单分子层的 吸附表面是均一的 吸附的分子间无相互作用,30,直线化形式： 兰缪尔模型更适用于化学吸附，因该吸附是单分子层的,吸附 脱附： 吸附平衡时,吸附系数,单分子层时饱和吸附量,1,31,32,例1：在273.15 K时测定吸附质 CHCl3(g)在活性炭上的吸附作用。当 CHCl3(g) 的平衡压力为13.375 kPa 及吸附达饱和时，每克活性炭吸附 CHCl3(g) 的量分别为82

5、.5 cm3 (STP)和93.8 cm3 (STP)。设该吸附服从兰缪尔吸附等温式，试求：(1) 兰缪尔吸附等温式中的吸附系数b；(2) CHCl3(g)的平衡压力为6.667kPa时的吸附量G (STP)。(3) 如何用作图法检验此吸附是否确属兰缪尔吸附,解： (1,33,例1：在273.15 K时测定吸附质 CHCl3(g)在活性炭上的吸附作用。当 CHCl3(g) 的平衡压力为13.375 kPa 及吸附达饱和时，每克活性炭吸附 CHCl3(g) 的量分别为82.5 cm3 (STP)和93.8 cm3 (STP)。设该吸附服从兰缪尔吸附等温式，试求：(1) 兰缪尔吸附等温式中的吸附系

6、数b；(2) CHCl3(g)的平衡压力为6.667kPa时的吸附量G (STP)。(3) 如何用作图法检验此吸附是否确属兰缪尔吸附,解： (2,34,例1：在273.15 K时测定吸附质 CHCl3(g)在活性炭上的吸附作用。当 CHCl3(g) 的平衡压力为13.375 kPa 及吸附达饱和时，每克活性炭吸附 CHCl3(g) 的量分别为82.5 cm3 (STP)和93.8 cm3 (STP)。设该吸附服从兰缪尔吸附等温式，试求：(1) 兰缪尔吸附等温式中的吸附系数b；(2) CHCl3(g)的平衡压力为6.667kPa时的吸附量G (STP)。(3) 如何用作图法检验此吸附是否确属兰缪

7、尔吸附,解： (3,以 1/G 对 1/p 或以 p/G 对 p 作图若得直线，则吸附确属兰缪尔吸附，否则，不是兰缪尔吸附,35,例2：0时，木炭对CO气体的吸附作用服从兰缪尔吸附等温式。当CO的平衡分压为24.0及41.2 kPa时，每公斤木炭吸附CO的量分别为 及 (STP)。试求当木炭表面覆盖率达到90%时，相应的CO的平衡分压,36,当,时，兰缪尔吸附等温式化为,解,37,3) 弗鲁姆金斯鲁金吸附等温式,广泛适用于非均一表面的化学吸附 (4) BET 吸附等温式 S. Brunauer, P.H.Emmett, E.Teller,38,c与首层吸附热和冷凝热有关的特性参数,BET式适用

8、于物理吸附,39,例 ：40.0时用重量法测定不同压力下的甲醇蒸气在白炭黑(粉末状SiO2)上的吸附量，所得数据如表(用吸附质的质量表示)，样品质量m=0.2326g，p*=35.09kPa，甲醇分子所占面积Am=0.25nm2。试求样品的比表面,解,40,例 ：40.0时用重量法测定不同压力下的甲醇蒸气在白炭黑(粉末状SiO2)上的吸附量，所得数据如右表(用吸附质的质量表示)，样品质量m=0.2326g，p*=35.09kPa，甲醇分子所占面积Am=0.25nm2。试求样品的比表面,解,41,解,例 ：40.0时用重量法测定不同压力下的甲醇蒸气在白炭黑(粉末状SiO2)上的吸附量，所得数据如右表(用吸附质的质量表示)，样品质量m=0.2326g，p*=35.09k