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表面吸附 编辑
吸附可分为物理吸附和化学吸附。如果吸附剂与被吸附物质之间是通过分子间引力(即范德华力)而产生吸附,称为物理吸附;如果吸附剂与被吸附物质之间产生化学作用,生成化学键引起吸附,称为化学吸附。离子交换实际上也是一种吸附。
物理吸附和化学吸附并非不相容的,而且随着条件的变化可以相伴发生,但在一个系统中,可能某一种吸附是主要的。
如果溶质在表面层的浓度大于它在溶液本体(内部)的浓度,即为正吸附,反之,则为负吸附。如果溶质能够降低表面张力,它在表面上发生正吸附;若溶质可以增加表面张力,它就会在表面上发生负吸附。
吸附与吸收的区别
在固体表面上的分子力处于不平衡或不饱和状态,由于这种不饱和的结果,固体会把与其接触的气体或液体溶质吸引到自己的表面上,从而使其残余力得到平衡。这种在固体表面进行物质浓缩的现象,称为吸附。吸收的特点是物质不仅保持在表面,而且通过表面分散到整个相。吸附则不同,物质仅在吸附表面上浓缩集成一层吸附层(或称吸附膜),并不深入到吸附剂内部。由于吸附是一种固体表面现象,只有那些具有较大内表面的固体才具有较强的吸附能力。吸附过程是非均相过程,一相为流体混合物,一相为固体吸附剂。气体分子从气相吸附到固体表面,其分子的自由能会降低,与未被吸附前相比,其分子的熵也是降低的。据热力学定律:ΔG=ΔH-TΔS其中ΔG、ΔS均为负值,则ΔH也肯定是负值。因此,吸附过程必然是一个放热过程,所放出的热,称为该物质在此固体表面上的吸附热。
由于吸附的作用力不同,可把吸附分为物理吸附与化学吸附。物理吸附和化学吸附并非不相容的,而且随着条件的变化可以相伴发生,但在一个系统中,可能某一种吸附是主要的。
(一)物理吸附
产生物理吸附的力是分子间引力,或称范德力。固体吸附剂与气体分子之间普遍存在着分子间引力,当固体和气体的分子引力大于气体分子之间的引力时,即使气体的压力低于与操作温度相对应的饱和蒸气压,气体分子也会冷凝在固体表面上。这种吸附的速度极快。
物理吸附不发生化学反应,是靠分子引力产生的,当吸附物质的分压升高时,可以产生多分子层吸附。
(二)化学吸附
化学吸附亦称活性吸附。它是由于固体表面与吸附气体分子化学键力所造成的,是固体与吸附质之间化学作用的结果,有时它并不生成平常含义的可鉴别的化合物。化学吸附的作用力大大超过物理吸附的范德华力。
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