高起本表面课件

1、制作：陈纪岳制作：陈纪岳第五节 不溶性表面膜不溶性表面膜药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室表面活性物质在低浓度时有较大正吸附可形成表面膜，不溶性表面活性物质在低浓度时有较大正吸附可形成表面膜，不溶性物质也可形成表面膜物质也可形成表面膜 第五节 不溶性表面膜不溶性表面膜药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室一一. 表面压概念表面压概念定义：定义：表面压表面压 = 0 现象：现象： 线环线环演演示示小木棍小木棍 水水 油油演演示示油油油油表面能：油面取代水面，系统表面能：油面取代水面，系统 G 表面张力：张力不平衡，引起移动表面张力：张力不平衡，引起移动 解释：解释： 油油1)为经验常数为

2、经验常数 n1nkpmx1 线性式：线性式：pnkmxln1lnln 药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室三三. 吸附等温式吸附等温式2. Langmuir等温式等温式单分子吸附模型单分子吸附模型假设：假设：吸附为单分子层吸附为单分子层气体只在固体空白处吸附气体只在固体空白处吸附 (2) 固体表面均匀固体表面均匀吸附时释放热相同吸附时释放热相同 (3) 被吸附分子之间无作用力被吸附分子之间无作用力分子离开固体几率相等分子离开固体几率相等 模型：模型：吸附吸附 k0解吸解吸 k1推导：推导： 为复盖百分率为复盖百分率 总面积总面积复盖面积复盖面积 吸附速度吸附速度= k0(1 ) p 解吸速

3、度解吸速度= k1 药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室三三. 吸附等温式吸附等温式推导：推导： 为覆盖百分率为覆盖百分率 总总面面积积复复盖盖面面积积 吸附速度吸附速度= k0(1 ) p 解吸速度解吸速度= k1 平衡时平衡时 k0(1 ) p = k1 k0p = (k0p + k1) pkkpk010 pkkpkk10101 bpbp 1 10kkb设设 m为饱和吸附量，为饱和吸附量，Langmuir式式m 代入上式代入上式 则则bpbp 1m 药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室三三. 吸附等温式吸附等温式2. Langmuir等温式等温式单分子吸附模型单分子吸附模型bpbp

4、 1mp很小时，很小时，1bp， = mbp = Kp pp很小很小p 很大很大线性关系式：线性关系式：bm1 斜斜率率m1 截距截距m1 斜率斜率bm1 截截距距特点：特点：p很大时，很大时，1bp， = m (1)mm1111pb (2) bppmm11 药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室三三. 吸附等温式吸附等温式3. BET吸附等温式吸附等温式多分子层吸附模型多分子层吸附模型由由B.E.T三位科学家提出，可解释三位科学家提出，可解释IIV型曲线，该理论在型曲线，该理论在Langmuir基础上，结合多分子层吸附进行推导，最后结果基础上，结合多分子层吸附进行推导，最后结果 CVp/p

5、CVCp/pVp/pm111smss P/ps：相对压力：相对压力 Vm： 第一层饱和吸附量（第一层饱和吸附量（m3） V：吸附量（吸附量（m3） C：与吸附热有关的常数与吸附热有关的常数 式中，式中， CVCm1 斜率斜率CVm1 截截距距Vm用于计算吸附剂比表面积用于计算吸附剂比表面积 截距截距斜率斜率 1mV药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室三三. 吸附等温式吸附等温式3. BET吸附等温式吸附等温式多分子层吸附模型多分子层吸附模型式中，式中， CVCm1 斜率斜率CVm1 截截距距Vm用于计算吸附剂比表面积用于计算吸附剂比表面积 截距截距斜率斜率 1mV总表面总表面A = 第一层

6、饱和吸附总分子数第一层饱和吸附总分子数 分子截面积分子截面积 分分子子截截面面积积 RTpVLmm/RTLpVmAa 分分子子截截面面积积重重m药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室三三. 吸附等温式吸附等温式例例 0 C，1.876 103kg的某催化剂吸附丁烷，求其比表面积。的某催化剂吸附丁烷，求其比表面积。 已知，丁烷分子截面积已知，丁烷分子截面积= 44.6 1020 m2，0 C时，时，ps = 10.32 104 Pa。 3s3s107811014391 .p/p.p/pVp/p( r= 0.9999 n=6) 线性回归：线性回归： CVp/pCVCp/pVp/pmsmss111

7、 p(10-4Pa)0.7521.1931.6692.0882.3502.499V (106 m3)17.0920.6223.7426.0927.7728.30解解p/ps0.0730.1160.1120.2020.2280.242 m34.606.348.139.7210.6211.29 3101 ssp/pVp/p药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室三三. 吸附等温式吸附等温式例例 0 C，1.876 103kg的某催化剂吸附丁烷，求其比表面积。的某催化剂吸附丁烷，求其比表面积。 已知，丁烷分子截面积已知，丁烷分子截面积= 44.6 1020 m2，0 C时，时，ps = 10.32

8、104 Pa。 33107811014391 .p/p.p/pVp/psss截距截距斜率斜率 1mV 31078. 114.391 =24.40 106m3m/RTLpVmAa 分分子子截截面面积积重重m32062310876. 1/106 .44273314. 81013251040.2410023. 6 = 1.553 105 m2 kg1 药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室第八节 固体在溶液中的吸附固体在溶液中的吸附药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室第八节 固体在溶液中的吸附固体在溶液中的吸附固体在溶液中吸附情况比较复杂，不仅吸附溶质，还吸附溶剂，固体在溶液中吸附情况比较复杂

9、，不仅吸附溶质，还吸附溶剂，且固体，溶质，溶剂三者之间相互作用，因而理论上处理较困且固体，溶质，溶剂三者之间相互作用，因而理论上处理较困难。难。 药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室一一. 表观吸附量表观吸附量概念：概念：取定量吸附剂取定量吸附剂m，加到体积为，加到体积为V浓度为浓度为c0 的溶液中，充分振的溶液中，充分振荡，吸附平衡后，过滤，测得浓度为荡，吸附平衡后，过滤，测得浓度为c，则表观吸附量，则表观吸附量 mccVmx 0表表观观mol kg1 理解：理解：吸附后的摩尔数吸附后的摩尔数x不是指覆盖在固体表面的绝对值，而不是指覆盖在固体表面的绝对值，而是与体相比较，多于体相的是与体

10、相比较，多于体相的mol 数，可正，可负，或零数，可正，可负，或零 溶质溶质溶剂溶剂零吸附零吸附正吸附正吸附负吸附负吸附药学院物理化学教研室药学院物理化学教研室二二. 吸附等温线吸附等温线由实验得到的表观吸附等温线，从由实验得到的表观吸附等温线，从0 1（摩尔分数）浓度（摩尔分数）浓度范围内有两种情况范围内有两种情况 情况情况1： 低浓度时，低浓度时，c ， ，随浓度增加，随浓度增加，(c0c) 差值差值 ，最，最后后x=1时，差值时，差值=0， =0 情况情况2： 在高浓度区，吸附溶剂较多，出现负吸附在高浓度区，吸附溶剂较多，出现负吸附 稀溶液：稀溶液：通常我们只注意稀溶液，曲线类似于固气吸附的通常我们只注意稀溶液，曲线类似于固气吸附的型曲线型曲线 x =1情况情况1x =1情况情况2c稀溶液稀溶液药学院物理化学教研室药学院