物理吸附與化學(xué)吸附教案
物理吸附化學(xué)吸附篇一：物理和化學(xué)吸附
表5.3 吸附熱力學(xué)參數(shù)
Table 5.3 Thermodynamic parameters
△H/(kJ.mol-1)
298K
63.37
-26.22 △G/(kJ.mol-1) 308K -28.76 318K -32.24 0.3006 △S/(kJ.mol-1.K-1)
由表3可見(jiàn)，在不同溫度下，ΔG均為負(fù)值，這表明吸附過(guò)程是自發(fā)進(jìn)行的，而且隨著溫度的升高有增加趨勢(shì)，這與 ΔH 為正值表明吸附過(guò)程本身是吸熱的，說(shuō)明高溫有利于吸附的進(jìn)行相一致。而正的 ΔS 則反映出在吸附過(guò)程中固液界面的無(wú)序性增加，這種吸熱性和無(wú)序性可能是由于該吸附過(guò)程不但包括化學(xué)反應(yīng)，也包括物理和化學(xué)吸附。
物理吸附化學(xué)吸附篇二：物理吸附和化學(xué)吸附在催化中的應(yīng)用1
物理吸附和化學(xué)吸附在催化中的應(yīng)用
吸附在催化科學(xué)中應(yīng)用非常廣泛，尤其是多相催化，凡是多相催化反應(yīng)，都包含有吸附步驟。在多相催化中，多數(shù)屬于固體表面催化氣相反應(yīng)，它與固體表面吸附緊密相關(guān)。在這類催化反應(yīng)中，至少有一種反應(yīng)物是被固體表面化學(xué)吸附的，而且這種吸附是催化過(guò)程的關(guān)鍵步驟。在固體表面的吸附層中，氣體分子的密度要比氣相中高得多，但是催化劑加速反應(yīng)一般并不是表面濃度增大的結(jié)果，而主要是因?yàn)楸晃椒肿印㈦x子或基團(tuán)具有高的反應(yīng)活性。氣體分子在固體表面化學(xué)吸附時(shí)可能引起離解、變形等，可以大大提高它們的反應(yīng)活性。因此，化學(xué)吸附的'研究對(duì)闡明催化機(jī)理是十分重要的。化學(xué)吸附與固體表面結(jié)構(gòu)有關(guān)。表面結(jié)構(gòu)化學(xué)吸附的研究中有許多新方法和新技術(shù)，例如場(chǎng)發(fā)射顯微鏡、場(chǎng)離子顯微鏡、低能電子衍射、紅外光譜、核磁共振、電子能譜化學(xué)分析、同位素交換法等。其中場(chǎng)發(fā)射顯微鏡和場(chǎng)離子顯微鏡能直接觀察不同晶面上的吸附以及表面上個(gè)別原子的位置，故為各種表面的晶格缺陷、吸附性質(zhì)及機(jī)理的研究提供了最直接的證據(jù)。
吸附在催化中的應(yīng)用很多，如總表面積的測(cè)定，有效表面積的測(cè)定，分子碳針的化學(xué)吸附，氣體探針?lè)肿庸庾V技術(shù)等。
物理吸附化學(xué)吸附篇三：物理化學(xué)處理方法——吸附
物理化學(xué)處理方法——吸附
固體表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能，當(dāng)某些物質(zhì)碰撞固體表面時(shí)，受到這些不平衡力的吸引而停留在固體表面上，這就是吸附。這里的固體稱吸附劑。被固體吸附的物質(zhì)稱吸附質(zhì)。吸附的結(jié)果是吸附質(zhì)在吸附劑上濃集，吸附劑的表面能降低。 利用吸附作用進(jìn)行物質(zhì)分離已有漫長(zhǎng)的歷史。在水處理領(lǐng)域，吸附法主要用以脫除水中的微量污染物，應(yīng)用范圍包括脫色，除臭味，脫除重金屬、各種溶解性有機(jī)物、放射性元素等。在處理流程中。吸附法可作為離子交換、膜分離等方法的預(yù)處理，以去除有機(jī)物、膠體物及余氯等；也可以作為二級(jí)處理后的深度處理手段，以保證回用水的質(zhì)量。
利用吸附法進(jìn)行水處理，具有適應(yīng)范圍廣、處理效果好、可回收有用物料、吸附劑可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)進(jìn)水預(yù)處理要求較高，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較高，系統(tǒng)龐大，操作較麻煩。
（一）、物理吸附化學(xué)吸附機(jī)理及分類
溶質(zhì)從水中移向固體顆粒表面，發(fā)生吸附，是水、溶質(zhì)和固體顆粒三者相互作用的結(jié)果。引起吸附的主要原因在于溶質(zhì)對(duì)水的疏水特性和溶質(zhì)對(duì)固體顆粒的高度親合力。溶質(zhì)的溶解程度是確定第一種原因的重要因素。溶質(zhì)的溶解度越大，則向表面運(yùn)動(dòng)的可能性越小。相反，溶質(zhì)的憎水性越大，向吸附接口移動(dòng)的可能性越大。吸附作用的第二種原因主要由溶質(zhì)與吸附劑之間的靜電引力、范德華引力或化學(xué)鍵力所引起。與此相對(duì)應(yīng)，可將吸附分為三種基本類型。
(1)交換吸附 指溶質(zhì)的離子由于靜電引力作用聚集在吸附劑表面的帶電點(diǎn)上，并置換出原先固定在這些帶電點(diǎn)上的其它離子。通常
離子交換屬此范圍(見(jiàn)第八章)。影響交換吸附勢(shì)的重要因素是離子電荷數(shù)和水合半徑的大小。
(2)物理吸附 指溶質(zhì)與吸附劑之間由于分子間力(范德華力)而產(chǎn)生的吸附。其特點(diǎn)是沒(méi)有選擇性，吸附質(zhì)并不固定在吸附劑表面的特定位置上，而多少能在接口范圍內(nèi)自由移動(dòng)，因而其吸附的牢固程度不如化學(xué)吸附。物理吸附主要發(fā)生在低溫狀態(tài)下，過(guò)程放熱較小，約42kJ/mol或更少，可以是單分子層或多分子層吸附。影響物理吸附的主要因素是吸附劑的比表面積和細(xì)孔分布。
(3)化學(xué)吸附 指溶質(zhì)與吸附劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成牢固的吸附化學(xué)鍵和表面絡(luò)合物，吸附質(zhì)分于不能在表面自由移動(dòng)。吸附時(shí)放熱量較大，與化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱相近，約84～420kJ/mol。化學(xué)吸附有選擇性，即一種吸附劑只對(duì)某種或特定幾種物質(zhì)有吸附作用，一般為單分子層吸附。通常需要一定的話化能，在低溫時(shí)，吸附速度較小。這種吸附與吸附劑的表面化學(xué)性質(zhì)和吸附質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)有密切的關(guān)系。 物理吸附后再生容易，且能回收吸附質(zhì)。化學(xué)吸附因結(jié)合牢固，再生較因難，必須在高溫下才能脫附，脫附下來(lái)的可能還是原吸附質(zhì)，也可能是新的物質(zhì)。利用化學(xué)吸附處理毒性很強(qiáng)的污染物更安全。 在實(shí)際的吸附過(guò)程中，上述幾類吸附往往同時(shí)存在，難于明確區(qū)分。例如某些物質(zhì)分子在物理吸附后，其化學(xué)鍵被拉長(zhǎng)，甚至拉長(zhǎng)到改變這個(gè)分子的化學(xué)性質(zhì)。物理吸附和化學(xué)吸附在一定條件下也是可以互相轉(zhuǎn)化的。同一物質(zhì)，可能在較低溫度下進(jìn)行物理吸附，而在較高溫度下所經(jīng)歷的往往又是化學(xué)吸附。
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