文档介绍：第二章固液体表面现象

-固界面的润湿作用

,受力也是不均匀的,而且不像液体表面分子可以移动,通常它们是定位的。
,即使从宏观看似乎很光滑,但从原子水平上看是凹凸不平的。
、加工不同,会具有不同的表面性质,而且实际晶体的晶面是不完整的,会有晶格缺陷、空位和位错等。
正由于固体表面原子受力不对称和表面结构不均匀性,它可以吸附气体或液体分子,使表面自由能下降。

-固吸附
、吸附热

-固吸附
固体不具有流动性,这使得固体不能像液体
那样以尽量减小表面积的方式降低表面能。
但固体表面的剩余力场能对碰到固体表面上
的气体分子产生吸引力,使气体分子在固体
表面上发生相对地聚集,其结果可以减少剩
余力场,以降低固体的表面能,使具有较大
表面积的固体系统趋于稳定。这种气体分子
在固体表面上相对聚集的现象称为气体在固
体表面上的吸附,简称气-固吸附,吸附气
体的固体称吸附剂,被吸附的气体称吸附质。
、吸附热
吸附平衡:当固体处于气相中时,气相中的
分子可以被吸附到固体表面上来,已被吸附
的分子也可以解吸回到气相中。在温度和压
力一定的条件下,当吸附速率与解吸速率相
等,即单位时间内被吸附到固体表面上的气
体量与解吸回到气相中的气体量相等时,即
达到吸附平衡。此时吸附在固体表面上的气
体量不再随时间而变化。
吸附量:在一定条件下,达到吸附平衡时,单位质量的吸附剂所吸附气体在标准状况下所占的体积或气体的物质的量。
(1)单位质量的吸附剂所吸附气体的体积。
单位:m3•kg-1
(2)单位质量的吸附剂所吸附气体物质的量。
单位:mol•kg-1
吸附热:吸附过程中所放出的热量成为吸附热,吸附热的大小可以衡量吸附的强弱程度,吸附热越大,吸附越强。
吸附是自发的,因此吸附过程中吉布斯自由能减少。当气体分子被固体表面吸附后,气体分子从原来的三维空间运动变成固体表面的二维运动,有序性增加,混乱度降低,因此熵值减少。根据热力学基本公式,焓变必定小于0,所以吸附通常都是放热过程。

具有如下特点的吸附称为物理吸附:
(1)吸附力是由固体和气体分子之间的范德华引力产生的,一般比较弱。
(2)吸附热较小,接近于气体的液化热,一般在几个kJ/mol以下。
(3)吸附无选择性,任何固体可以吸附任何气体,当然吸附量会有所不同。
(4)吸附稳定性不高,吸附与解吸速率都很快。
(5)吸附可以是单分子层的,但也可以是多分子层的。
(6)吸附不需要活化能,吸附速率并不因温度的升高而变快。
总之:物理吸附仅仅是一种物理作用,没有电子转移,没有化学键的生成与破坏,也没有原子重排等。