第17章气体的吸附和表面化学
表面与胶体化学表面吸附.pptx
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第Ⅳ和Ⅴ型等温线属于有毛细管凝聚作用的吸附，因此BET两常数或三常数公式均不能说明这两种类型 等温变化的规律。
BET理论没考虑到表面的不均匀和分子之间的相互作用。这就决定了它的局限性，有一定的适用范围。 许多结果表明，低压时实验吸附量较理论值偏高，而高压时又偏低。
一.物理吸附与化学吸附
按吸附作用力的不同，可将吸附区分 为物理吸附和化学吸附。
物理吸附的作用力是分子间力，如 范德华力和氢键。
化学吸附的作用力是化学键力。
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物理吸附和化学吸附的基本区别
物理吸附
吸附热 吸附力
近似液化热 （ <40kJ·mol-1）
范德华力，弱
吸附层数 单分子层或多分子层
这种发生于毛细孔中凹液面上的蒸汽凝结称为毛细凝结。
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吸附滞后
Zigmondy对吸附滞后的解释是吸附时液态吸附质润湿孔壁的过程，接触角是前进角；脱附是液体从 一润湿的表面上退出的过程，接触角是后退角。而前进角一般总是大于后退角。因而脱附时平衡相对压力 小于吸附时的。
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由Vm可算出呈单层饱和吸附时所需吸 附质的分子数，这时如果再知道每个吸附分 子的截面积，则可算出吸附剂的比表面。
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C exp( E1 EL ) RT
当n=1时，BET公式可用单分子层吸附等温式。 当n>1时，根据不同的C值BET可用来说明第Ⅱ和第Ⅲ 等温线。
C>1时，E1＞EL，即吸附剂与吸附质分子之间的 吸引力大于吸附质为液体时分子之间的引力，这时低 压下曲线是凸的，于是等温线呈S型，即第Ⅱ型。
第17章气相色谱法
二、气相色谱法的一般流程 载气(高压瓶) ，经降压、脱水及净 化，调至适宜的流量而进入色谱柱，经 检测器流出色谱仪。待流量、温度及基 线稳定后，即可进样。液态样品用微量 注射器吸取，由进样器注入，气态样品 可用六通阀或注射器进样，样品被载气 带入色谱柱。
图19－1气相色谱仪示意图
1.载气瓶 2.减压阀 3.净化器 4.稳压阀 5.柱前压力表 6.转子流量计 7.进样器 8.色谱柱 9.色谱柱恒温箱 10.馏分收集口(柱后分流阀) 11.检测器 12.检测器恒 温箱 13.记录器 14.尾气出口
第十七章 气相色谱法(GC) 第一节 气相色谱法分类和一般程序 一、气相色谱法分类和特点 1.分类 气相色谱法属于柱色谱法 按固定相的物态可分为 气一固(GSC)和气一液 (GLC)
按柱的粗细和填充情况可分为： 填充柱和毛细管柱。 （1）填充柱由不锈钢或玻璃材料制成， 内装固定相。填充柱的形状有U型和螺 旋型二种。内径一般为4 ~ 6mm，长1 ~3m （2）毛细管柱又叫空心柱，分为涂壁、 多孔层和涂载体空心柱。空心毛细管柱 材质为玻璃或石英，呈螺旋型。内径一 般为0.1 ~ 0.5mm，长度30 ~ 300m。
2.噪声和漂移 无样品通过检测器时，由仪器本身和 工作条件等的偶然因素引起的基线起 伏称为噪声(noise；N)。噪声的大小用 噪声带(峰一峰值)的宽度来衡量(下图)。 例如，不进样时，记录某检测器的基 线带宽为0.02mV，即噪声为0.02mV。
图19-3检测器的噪声和检测限 基线随时间朝某一方向的缓慢变化称为 漂移(drift；d)。通常用一小时内基线水 平的变化来衡量。
高分子多孔微球有如下优点： ①可以合成各种比表面及孔径的聚合物。 ②无有害的吸附活性中心 ③无流失现象,有利于大幅度程序升温。 ④具有强疏水性能，适于分析混合物中的微 量水分。适于多元醇、脂肪酸、腈类和胺类 的分析 ⑤粒度均匀，机械强度高，具有耐腐蚀性能。 ⑥热稳定性好，最高使用温度为200~300C。
物理化学各章概念总结、公式总结电子版1 表面化学与胶体
第8章 表面化学与胶体8．1 重要概念和规律1．比表面能与表面张力物质的表面是指约几个分子厚度的一层。
由于表面两侧分子作用力不同，所以在表面上存在一个不对称力场，即处在表面上的分子都受到一个指向体相内部的合力，从而使表面分子具有比内部分子更多的能量。
单位表面上的分子比同样数量的内部分子多出的能量称为比表面能(也称比表面Gibbs函数)。
表面张力是在表面上的相邻两部分之间单位长度上的相互牵引力，它总是作用在表面上，并且促使表面积缩小。
表面张力与比表面能都是表面上不对称力场的宏观表现，即二者是相通的，它们都是表面不对称力场的度量。
它们是两个物理意义不同，单位不同，但数值相同，量纲相同的物理量。
2．具有巨大界面积的系统是热力学不稳定系统物质表面所多余出的能量γA称表面能(亦叫表面Gibbs函数)，它是系统Gibbs函数的一部分，表面积A越大，系统的G值越高。
所以在热力学上这种系统是不稳定的。
根据热力学第二定律，在一定温度和压力下，为了使G值减少，系统总是自发地通过以下两种(或其中的一种)方式降低表面能γA:①在一定条件下使表面积最小。
例如液滴呈球形，液面呈平面；②降低表面张力。
例如溶液自发地将其中能使表面张力降低的物质相对浓集到表面上(即溶液的表面吸附)，而固体表面则从其外部把气体或溶质的分子吸附到表面上，从而改变表面结构，致使表面张力降低。
3．润湿与铺展的区别润湿和铺展是两种与固—液界面有关的界面过程。
两者虽有联系，但意义不同。
润湿是液体表面与固体表面相互接触的过程1因此所发生的变化是由固—液界面取代了原来的液体表面和固体表面。
润湿程度通常用接触角表示，它反映液、固两个表面的亲密程度。
当θ值最小(θ=0o)时,润湿程度最大，称完全润湿。
铺展是指将液体滴洒在固体表面上时，液滴自动在表面上展开并形成一层液膜的过程，因此所发生的变化是由固—液界面和液体表面取代原来的固体表面。
铺展的判据是上述过程的∆G:若∆G<0,则能发生铺展；若∆G≥0，则不能铺展。
气体吸附原理
气体吸附原理气体吸附是指气体分子在固体表面上附着的现象，它是一种重要的物理化学过程，广泛应用于化工、环保、能源等领域。
气体吸附原理是指气体分子在与固体表面相互作用时，通过吸附作用在固体表面上形成一层吸附层的过程。
气体吸附过程是一个复杂的物理化学过程，它受到多种因素的影响。
其中，最重要的是吸附剂的性质和气体分子的性质。
吸附剂的性质包括孔径大小、孔隙结构、化学成分等，而气体分子的性质则包括分子大小、极性、化学活性等。
这些因素共同作用，决定了气体在固体表面上的吸附行为。
气体吸附过程可以分为物理吸附和化学吸附两种类型。
物理吸附是指气体分子与吸附剂表面之间的范德华力作用，它是一种弱相互作用力，通常发生在低温下。
而化学吸附则是指气体分子与吸附剂表面发生化学键结合的过程，它是一种强相互作用力，通常发生在高温下。
在气体吸附过程中，吸附剂的孔隙结构对吸附性能起着至关重要的作用。
孔隙结构可以影响吸附剂的比表面积、孔体积和孔径分布等参数，从而影响气体分子在吸附剂表面上的扩散和吸附速率。
通常情况下，孔径越小，吸附剂的比表面积和孔体积越大，气体分子在其表面上的吸附性能也越好。
此外，气体分子的性质也对气体吸附过程产生重要影响。
一般来说，分子大小越小、极性越大、化学活性越高的气体分子，其在固体表面上的吸附性能也越好。
这是因为这些气体分子更容易与吸附剂表面发生相互作用，从而形成稳定的吸附层。
在工业应用中，气体吸附技术被广泛应用于气体分离、气体储存、气体检测等领域。
例如，在天然气净化过程中，气体吸附技术可以有效去除天然气中的杂质气体，提高天然气的纯度。
在气体储存领域，气体吸附技术可以将气体分子吸附到多孔吸附剂中，实现气体的高效储存和释放。
总之，气体吸附原理是一个复杂而重要的物理化学过程，它受到多种因素的影响。
通过深入研究气体吸附原理，可以更好地理解气体分子在固体表面上的吸附行为，为气体吸附技术的应用和发展提供理论基础和技术支持。
《化学反应工程》填空题
(1)化学反应速率可以表为dtdC r A A ±=,前提是▁▁▁▁。
(2)固体催化剂的主要组成有▁▁▁▁▁▁，▁▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁▁(3)多孔性球形颗粒10克，半径1cm ，系由密度为4.0克／cm 3的材料制成。
则孔容积Vg=▁▁▁▁▁ ,孔隙率θ=▁▁▁ 假密度ρ=▁▁▁(4)气相反应A ＋3B →2C ，则δA = ▁▁▁ δΒ= ▁▁▁(5)F(0)= ▁▁▁,F(∞)＝▁▁▁，⎰∞=0)(dt t E ▁▁▁,(6)Thiele 模数φ的定义是▁▁▁▁▁内扩散效率因子ζ和φ的关系（φ大于5）是：▁▁▁▁▁▁(7)气固相催化反应器主要分为▁▁▁▁▁和▁▁▁▁两大类。
其中，如果根据气体流动方向，又可以分为▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁(8)一级不可逆反应，D L =1.5×10-9m 2/s ，k L =10-4m/s ，则关于反应速率常数k ，当▁▁▁▁▁时相当于快反应，当▁▁▁▁▁时属于慢反应。
(9)快速的气液反应是指▁▁▁▁的反应，这时反应区主要在▁▁▁▁，工业上可选用▁▁▁▁▁反应器；缓慢气液反应是指▁▁▁▁▁▁的反应，这时反应区主要在▁▁▁▁，工业上可选用▁▁▁▁▁▁反应器。
瞬间反应是指▁▁▁▁▁的反应，适用的反应器有▁▁▁▁▁▁▁。
(10)环流反应器是 ▁▁▁▁▁▁▁▁的一种。
根据环流的方式不同，可以分为▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁两种；根据环流的动力不同，可以分为▁▁▁▁▁和▁▁▁▁▁两种。
(11)空间速度是指▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁接触时间是指▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁(12)测定逗留时间分布的实验通常有▁▁▁▁法和▁▁▁▁▁法第一章 绪论1. 化学反应工程是一门研究______________的科学。
（化学反应的工程问题）2. 化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学，既以_______作为研究对象，又以_______为研究对象的学科体系。
（化学反应、工程问题）3. _______是化学反应工程的基础。
第十七章-气相色谱法..
相对极性Px分类：
β,β ' -氧二丙腈：P =100
角鲨烷：
P =0
其余：Px=0---100 分为5级 0—20 0或1 非和弱极性
角鲨烷、甲基硅 橡胶
21—40 2 中等极性 DNP、OV-17
41—60 3 中等极性 氰基硅橡胶
61—80 4 极性
二、实验条件的选择性
R(
n 4
)
r2r,12,1 1
k2k2 1
（a） （ b） （c）
a：柱效项 b：柱选择性项 c：柱容量项
1.提高r21和k
（1） r21 反映了固定液的选择性， r21值越大（即固定液选 择性 好），分离度就越大，分离越好。若r21 =1 ，则 R = 0 ，两组分不能分离。
1. 填充柱
2. 毛细管柱(开管柱)
四、检测系统 1. 热导池检测器 2. 氢火焰离子化检测器 3. 电子捕获检测器 4. 火焰光度检测器
五、温度控制系统 控制和测量汽化室、色谱柱、检测器温度。
色谱柱温控方式：恒温分析、程序升温。
三、气相色谱法的特点
1. 高选择性 2. 高效能 3. 高灵敏度 4. 分析速度快 5. 应用范围广 沸点在500℃以下，热稳定好，分 子量在400以下的组分的分离和测定
对于气体、气态烃等低沸点混合物，柱温选在比平均沸 点低50℃至平均沸点范围内分析。
对于沸点范围较宽的试样，宜采用程序升温。
程序升温：指在一个分析周期里，色谱柱的温度随时 间由低温到高温呈线性或非线性地变化，使沸点不同的组分， 在其最佳柱温下流出，从而改善分离效果，缩短分析时间。
总结：范第姆特方程 H=A+B/U+CU
第17章锻造成形过程中的缺陷及产生原因
第17章锻造成形过程中的缺陷及其防止方法§17.1 钢锭和钢材中的缺陷及其防止方法一、钢锭的缺陷钢锭有下列主要的缺陷：（1）缩孔和疏松钢锭中缩孔和疏松是不可避免的缺陷，但它们出现的部位可以控制。
钢锭中顶端的保温冒口，造成钢液缓慢冷却和最后凝固的条件，一方面使锭身可以得到冒口中钢液的补缩，另一方面使缩孔和疏松集中于此处，以便锻造时切除。
（2）偏析钢锭中各部分化学成分的不均匀性称为偏析。
偏析分为枝晶偏析和区域偏析两种，前者可以通过锻造以及锻后热处理得到消除，后者只能通过锻造来减轻其影响，使杂质分散，使显微孔隙和疏松焊和。
（3）夹杂不溶于金属基体的非金属化合物称为夹杂。
常见的夹杂如硫化物、氧化物、硅酸盐等。
夹杂使钢锭锻造性能变化，例如当晶界处低熔点夹杂过多时，钢锭锻造时会因热脆而锻裂。
夹杂无法消除，但可以通过适当的锻造工艺加以破碎，或使密集的夹杂分散，可以在一定程度上改善夹杂对锻件质量的影响。
（4）气体钢液中溶解有大量气体，但在凝固过程中不可能完全析出，以不同形式残存在钢锭内部。
例如氧与氮以氧化物、氮化物存在，成为钢锭中夹杂。
氢是钢中危害最大的气体，它会引起“氢脆”，使钢的塑性显著下降；或在大型锻件中造成“白点”，使锻件报废。
（5）穿晶当钢液浇注温度较高，钢锭冷却速度较大时，钢锭中柱状晶会得到充分的发展，在某些情况下甚至整个截面都形成柱状晶粒，这种组织称为穿晶。
在柱状晶交界处（如方钢锭横截面对角线上），常聚集有易熔夹杂，形成“弱面”，锻造时易于沿这些面破裂。
在高合金钢锭中容易遇到这种缺陷。
（6）裂纹由于浇注工艺或钢锭模具设计不当，钢锭表面会产生裂纹。
锻造前应将裂纹消除，否则锻造时由于裂纹的发展导致锻件报废。
（7）溅疤当钢锭用上注法浇注时，钢液冲击钢锭模底而飞溅到钢锭模壁上，这些附着的溅沫最后不能和钢锭凝固成一体，便成溅疤。
溅疤锻造前必须铲除，否则会形成表面夹层。
二、轧制或锻制的钢材中的缺陷轧制或锻制的钢材中往往存在如下缺陷：（1）裂纹和发裂裂纹是由于钢锭缺陷未清除，经过轧制或锻造使之进一步发展造成的。
第17章 大气成分测量(章).
第17章大气成分测量17.1 概述本指南中本章的主要目的是，介绍测量大气成分中不同组分的专门化仪器和方法，并侧重于那些能引起污染的人为组分。
此类测量通常与本指南前面各章中介绍的基本气象要素的测量紧密关联。
测量这些成分的主要目的是为了研究气候变化、提出有效措施以减轻对环境的负面影响并直接保护人类的健康。
世界气象组织（WMO）已建立了全球大气监测网（GAW），来协调由WMO成员国实施的大气污染测量。
GW A计划综合了大量的监测和研究活动，涉及大气化学和物理特性的测量。
它作为早期的预警系统，检测大气中温室气体、臭氧层、空气污染物的长距离传输、降水的酸性和毒性、气溶胶大气负荷的进一步变化。
经WMO执行委员会批准，由GAW自1989年6月起加强并协调WMO自1950年开始的环境数据收集计划。
GAW吸收了全球臭氧观测系统（GO3OS）、背景空气污染监测网（BAPMoN）及其它较小的网络。
GAW为全球的监测和数据评估提供框架设计、标准、相互校准和数据收集系统。
测定的主要变量有：（a）温室气体：包括二氧化碳、氟氯烃、甲烷和氧化亚氮；（b）臭氧：包括地面臭氧、臭氧柱总量、垂直廓线和前体物气体；（c）辐射和光学厚度或大气透明度：包括浑浊度、太阳辐射、紫外B辐射、能见度、大气气溶胶颗粒总负荷、水汽；（d）沉降的化学组分：包括硫和氮的化合物的干、湿沉降、重金属（随降水）的湿沉降；（e）反应性气体种类：包括二氧化硫和还原性硫、氮氧化物和还原性氮、一氧化碳；（f）颗粒物浓度和组成特征；（g）放射性核素：包括氪-85、氡、氚、选定物质的同位素组成。
用于定量和定性测定大气组分的仪器和方法通常较为复杂，有时不易操作。
因此，为了准确、可靠地测量，除了正确的操作外，设备必须定期校准，质量保证也至关重要。
这里所描述的测量，大多要求有一定职业水准的专门人员深入参与，才能获得好的结果。
17.2 特殊变量的测量对大气成分精确、有效的测量依然是一项艰巨的任务，主要起因于所测化学物种的极低浓度、复杂的测量和分析规程的频繁需求以及设备标定时出现的问题等。
气体吸附分析技术
气体吸附分析技术(总8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--目前，气体吸附分析技术作为多孔材料比表面和孔径分布分析的不可或缺的手段，得到了广泛应用。
物理吸附分析不仅应用于传统的催化领域，而且渗透到新能源材料、环境工程等诸多领域。
本专题分为基础篇，实验篇和应用篇，旨在以实用为目的，力求避免冗余和数学公式，按实验的思维顺序逐步理清物理吸附相关的疑难点。
当然，对于一些比较复杂的问题，我们将会专门出专题文章进行介绍。
1. 什么是表面和表面积？表面是固体与周围环境, 特别是液体和气体相互影响的部分;表面的大小即表面积。
表面积可以通过颗粒分割（减小粒度）和生成孔隙而增加，也可以通过烧结、熔融和生长而减小。
2. 什么是比表面积？为什么表面积如此重要比表面积英文为specific surface area，指的是单位质量物质所具有的总面积。
分外表面积、内表面积两类。
国际标准单位为㎡/g。
表面积是固体与周围环境，特别是液体和气体相互作用的手段和途径。
一般有下列三种作用：1) 固体-固体之间的作用：表现为自动粘结，流动性(流沙)，压塑性等。
2) 固体-液体之间的作用：表现为浸润，非浸润，吸附能力等。
3) 固体-气体之间的作用：表现为吸附，催化能力等。
3. 什么是孔？根据ISO15901 中的定义，不同的孔（微孔、介孔和大孔）可视作固体内的孔、通道或空腔，或者是形成床层、压制体以及团聚体的固体颗粒间的空间（如裂缝或空隙）4. 什么是开孔和闭孔？多孔固体中与外界连通的空腔和孔道称为开孔（open pore），包括交联孔、通孔和盲孔。
这些孔道的表面积可以通过气体吸附法进行分析。
除了可测定孔外，固体中可能还有一些孔，这些孔与外表面不相通，且流体不能渗入，因此不在气体吸附法或压汞法的测定范围内。
不与外界连通的孔称为闭孔(close pore)。
开孔与闭孔大多为在多孔固体材料制备过程中形成的，有时也可在后处理过程中形成，如高温烧结可使开孔变为闭孔。
《大学物理化学》知识点总结
第一章 理想气体1、理想气体：在任何温度、压力下都遵循PV=nRT 状态方程的气体。
2、分压力：混合气体中某一组分的压力。
在混合气体中，各种组分的气体分子分别占有相同的体积(即容器的总空间)和具有相同的温度。
混合气体的总压力是各种分子对器壁产生撞击的共同作用的结果。
每一种组分所产生的压力叫分压力，它可看作在该温度下各组分分子单独存在于容器中时所产生的压力B P 。
P y P B B =，其中∑=BBB B n n y 。
分压定律：∑=BB P P道尔顿定律：混合气体的总压力等于与混合气体温度、体积相同条件下各组分单独存在时所产生的压力的总和。
∑=BB V RT n P )/(3、压缩因子ZZ=)(/)(理实m m V V 4、范德华状态方程 RT b V V ap m m=-+))((2 nRT nb V Van p =-+))((225、临界状态(临界状态任何物质的表面张力都等于0)临界点C ——蒸气与液体两者合二为一，不可区分，气液界面消失； 临界参数：(1)临界温度c T ——气体能够液化的最高温度。
高于这个温度，无论如何加压 气体都不可能液化；(2)临界压力c p ——气体在临界温度下液化的最低压力； (3)临界体积c V ——临界温度和临界压力下的摩尔体积。
6、饱和蒸气压：一定条件下，能与液体平衡共存的它的蒸气的压力。
取决于状态，主要取决于温度，温度越高，饱和蒸气压越高。
7、沸点：蒸气压等于外压时的温度。
8、对应状态原理——处在相同对比状态的气体具有相似的物理性质。
对比参数：表示不同气体离开各自临界状态的倍数 (1)对比温度c r T T T /= (2)对比摩尔体积c r V V V /= (3)对比压力c r p p p /= 9、rr r c r r r c c c T Vp Z T V p RT V p Z =⋅=10、压缩因子图：先查出临界参数，再求出对比参数r T 和r p ，从图中找出对应的Z 。
langmuir-hinshelwood方程
langmuir-hinshelwood方程Langmuir-Hinshelwood方程是物理化学中用于描述气体的表面吸附和催化反应的重要方程。
它由Irving Langmuir和Robert Hinshelwood在20世纪初提出，经过多年的发展和研究，已成为准确定量描述表面催化反应动力学的基础。
表面吸附是一种物质在气体与固体之间相互作用的过程。
在表面吸附过程中，气体分子通过弱化学键或范德华力与固体表面上的活性位点相互作用，并附着在表面上。
这种表面吸附现象对于理解催化反应动力学和开发高效催化剂至关重要。
Langmuir-Hinshelwood方程描述了一个两步反应机制，其中包括气体分子的吸附、反应和产物解吸的步骤。
方程的一般形式可以表示为：r = k * P * θ / (1 + K * P)其中，r表示表面反应速率，k是表面反应速率常数，P是气体分压，θ是表面覆盖度，K是吸附-解吸平衡常数。
具体来说，Langmuir-Hinshelwood方程可以分为两个部分。
首先是吸附步骤，气体分子与催化剂表面进行吸附，形成吸附物种。
吸附速率与气体分压成正比，因为随着气体浓度的增加，表面上的吸附位点更容易被占据。
此外，表面的覆盖度不断增加，吸附速率将随着时间的推移而减慢。
吸附平衡常数K表示了吸附物种与气体分子之间的平衡，其值取决于吸附位点的性质以及吸附物种的稳定性。
第二个部分是反应步骤，吸附的气体分子与其他吸附物种反应生成产物。
反应速率与表面覆盖度成正比，因为表面上的反应位点更容易找到。
反应速率常数k与反应机理有关，它描述了吸附物种之间的反应速率。
Langmuir-Hinshelwood方程的推导基于一些基本假设。
首先，它假定表面上的所有吸附位点是相同的，并且在特定条件下，吸附和解吸过程达到了动态平衡。
其次，该方程假设反应是在吸附物种之间发生的，且反应速率受到吸附位点的限制。
最后，该方程还假设反应速率常数k与表面覆盖度成正比。
化学反应工程复习题
化学反应工程复习题这些化学反应工程试题对于学习很有帮助,多练习,更容易懂的。
第一章1.化学反应工程是一门研究“化学反应的工程问题”的科学。
2.所谓数学模型是指：用数学式来表达各参数间的关系。
3.化学反应器的数学模型包括：动力学方程式、物料恒算式、热量恒算式、动量恒算式和参数计算式。
4.所谓控制体积是指：能把反应速率视作定值的最大空间。
5.模型参数随空间而变化的数学模型称为“分布参数模型”。
6.模型参数随时间而变化的数学模型称为“动态模型”。
7.建立物料、热量和动量衡算方程的一般式为：累积量=输入量-输出量。
第二章1.均相反应是指：在均一的气相或液相中进行的反应。
2.对于反应aA+bB→pP+S，则rP=_______rA。
3.着眼反应物A的转化率的定义式为：反应的量/反应开始的量。
4.产物P的收率ΦP与得率ХP和转化率某A间的关系为_________________________________________________。
5.化学反应速率式为rA=kCCAαCBβ，用浓度表示的速率常数为kC，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数kP，则kC=_______kP。
6.对反应aA+bB→pP+S的膨胀因子的定义式为___________________。
7.膨胀率的物理意义为：反应物全部转化后系统体积的变化分率。
这些化学反应工程试题对于学习很有帮助,多练习,更容易懂的。
8.活化能的大小直接反映了“反应速率”对温度变化的敏感程度。
9.反应级数的大小直接反映了“反应速率”对浓度变化的敏感程度。
10.对复合反应，生成主产物的反应称为：主反应，其它的均为：副反应。
11.平行反应A→P、A→S均为一级不可逆反应，若E1＞E2，选择性Sp与“活化能”无关，仅是“温度”的函数。
12.如果平行反应A→P、A→S均为一级不可逆反应，若E1＞E2，提高选择性SP应增加温度。
13.一级连串反应A→P→S在平推流反应器中，为提高目的产物P的收率，应______k2/k1。
气体在临界温度附近吸附行为的实验研究
气体在临界温度附近吸附行为的实验研究首先，我们需要了解什么是临界温度。
临界温度是指液体和气体之间的相变温度。
在临界温度以下，气体可以被液体吸附，而在临界温度以上，气体和液体之间的分子间相互作用会变得较弱，气体不能被液体吸附。
针对气体在临界温度附近的吸附行为，有多种实验方法可以研究。
下面将介绍几种常见的实验方法。
首先是吸附等温线实验。
吸附等温线实验是最常用的研究气体吸附行为的方法之一、实验过程中，首先需要制备一定质量的吸附剂，例如活性炭、分子筛等固体材料。
然后，将吸附剂放置在恒温恒压下暴露于气体中一段时间，使气体与吸附剂接触并发生吸附作用。
随着吸附过程的进行，记录下吸附剂上气体的质量变化。
通过处理实验数据，可以获得不同温度下的吸附等温线，分析气体在临界温度附近的吸附行为特征。
其次是吸附热实验。
吸附热实验可以测定在吸附过程中释放或吸收的热量，进一步了解气体在临界温度附近的吸附行为。
实验过程中，通过控制恒定的压力和温度条件，将压力下升的气体通过吸附剂，并记录下吸附剂和气体之间的温度变化。
通过测量吸附过程中释放或吸收的热量，可以计算出气体在临界温度附近的吸附热。
此外，还可以进行表面积测定和孔隙分析实验。
气体的吸附行为与吸附剂的表面积以及孔隙结构有关。
通过表面积测定技术，可以计算出吸附剂的比表面积，进一步研究吸附剂与气体之间的吸附作用。
孔隙分析实验则可以获得吸附剂的孔隙分布和孔径大小，进一步了解气体在吸附剂内的吸附行为。
在进行实验研究时，我们还需要考虑实验条件的选择和控制。
例如，温度控制需要在临界温度附近进行，以保证吸附剂的吸附性能的有效测试。
同时，还需要选择适当的实验设备和仪器，例如恒温箱、差热分析仪等，以保证实验的准确性和可靠性。
总之，气体在临界温度附近的吸附行为的实验研究是一个具有重要实际意义的领域。
通过吸附等温线实验、吸附热实验、表面积测定和孔隙分析实验等方法，可以深入了解气体与固体之间的相互作用和吸附行为特征。
吸附及吸附过程..
16
2018/10/9
吸附材料及应用
① 吸附等温线类型
Ⅰ型 — ①I-A型
1.2 吸附热力学
从吸附等温线可以反映出吸附剂的表面性质、孔分布以及吸附剂与吸 附质之间的相互作用等有关信息。
1.2 吸附热力学
q
Ⅱ
0
P/P
0
随着相对压力的增加，开始形成第二层，在相对压相对接近1时，吸附 层数无限大，发生毛细管和孔凝聚现象，吸附量急剧增加，又因为孔径范 围较大，大于5nm ，所以不呈现饱和吸附状态。
非多孔性固体表面发生多分子层吸附属这种类型，如非多孔性金属氧化 物粒子吸附氮气或水蒸气。此外，发生亲液性表面相互作用时也常见这种 类型。
7 2018/10/9 吸附材料及应用
（2）物理吸附
1.1 吸附及吸附平衡
单层或多层分子吸附--吸附质在吸附剂表面形成单层或多 层分子吸附时，其吸附热比较低。吸附质分子和吸附剂 表面分子之间的吸附机理，与气体的液化和蒸汽的冷凝 时的机理类似。
物理吸附过程是可逆的，几乎不需要活化能(即使需要也
用吸附等温线(Adsorption isotherm)表示。 吸附剂的表面是不均匀的，被吸附的分子和吸附剂表面分 子之间，被吸附的各分子之间的作用力各不相等，吸附等温 线的形状也不相同。
14 2018/10/9 吸附材料及应用
1)气体吸附等温线
1.2 吸附热力学
研究吸附等温线可以得到吸附剂、吸附质的性质以及它们之 间相互作用的信息。 吸附等温线是各类吸附曲线中最重要的，各种吸附理论往往 是以其能否给出定量描述一种或几种类型吸附等温线来评价。
物化
“物理化学”目录目录第一章量子力学基础§1−1 量子论的诞生㈠旧量子论㈡波粒二象性㈢测不准关系§1−2 实物粒子运动状态−波函数㈠波函数及其性质㈡态叠加原理及其应用§1−3 波函数的求解㈠算符理论初步㈡量子力学的基本假定㈢微观粒子的运动规律−−薛定谔方程§1−4 简单体系㈠势相中的粒子㈡简谐振子㈢刚性转子附录Ⅰ：线性谐振子方程的解Ⅱ：刚性转子方程的解。
第二章原子结构和原子光谱§2−1 单电子原子的薛定谔方程及其解㈠方程的建立㈡方程的一般解㈢解的讨论㈣轨道的空间分布§2−2 多电子原子的薛定谔方程及其解㈠多电子原子的薛定谔方程和原子单位㈡单电子独立模型与轨道近似㈢中心力场近似㈣屏蔽模型㈤自洽场方法§2−3 电子自旋和核外电子排布规则㈠电子自旋㈡全同粒子和保里原理㈢核外电子排布规则§2−4 原子状态和原子光谱项㈠多电子原子状态㈡原子光谱项㈢原子光谱附录Ⅰ：R(r)方程的解第三章共价键理论和双原子分子结构§3−1 价键理论㈠价键理论对H2分子的处理㈡解的讨论㈢价健理论的要点和应用㈣杂化轨道理论§3−2 分子轨道理论㈠分子轨道理论对H的处理㈡解的讨论㈢分子轨道理论的要点㈣分子轨道理论和价键理论的比较§3−3 双原子分子结构㈠分子轨道的符号和能级㈡同核双原子分子结构㈢异核双原子分子结构㈣双原子分子光谱项第四章分子对称性和点群§4−1 对称元素和对称操作㈠对称元素和对称操作的种类㈡对称操作的乘法表㈢对称操作组合的若干规则§4−2 分子点群㈠群的基础知识㈡分子点群及分类㈢分子所属点群的判断方法㈣分子的对称性和物理性质§4−3 群表示理论㈠对称操作的矩阵表示㈡表示和特征标㈢不可约表示的性质§4−4 群论在化学中的应用㈠能量本征函数是不可约表示的基㈡对称性匹配群轨道㈢投影算符及其应用㈣直积和非零矩阵元的检验第五章多原子分子结构§5−1 饱和多原子分子结构㈠离域分子轨道㈡定域轨道理论㈢离域轨道和定域轨道关系§5−2 共轭分子结构㈠休克尔分子轨道法㈡ HMO应用实例㈢共轭直链多烯和共轭环多烯㈣杂化原子和无机共轭分子㈤共轭大π键形成条件和类型§5−3 缺电子分子和原子簇结构㈠缺电子分子和多中心键㈡原子簇化合物及其分类㈢硼烷（碳硼烷）的结构规则㈣多面体碳原子簇结构规则㈤过渡金属原子簇化合物结构规则§5−4 配位化合物结构㈠晶体场理论㈡分子轨道理论㈢σ-π配键与有关的配位化合物§5−5 量子化学计算方法和分子性质的计算㈠ ab initio方法㈡ DFT方法㈢分子性质的计算第六章分子间相互作用§6−1 分子间作用力㈠静电力㈡诱导力㈢色散力㈣分子间作用能㈤分子间势能函数与范德华半径§6−2 气体中的分子相互作用㈠实际气体和范德华方程㈡临界点和超临界现象㈢对比态原理§6−3 液体中的分子相互作用㈠液体结构特征和径向分布函数J(R)㈡J(R)的测定和计算㈢氢键和疏水作用§6−4 超分子结构化学及分子组装㈠形成稳定超分子的因素㈡分子识别和超分子自组装第七章固态§7−1 晶体结构的周期性㈠周期性和点阵㈡点阵单位和晶胞㈢晶面表示方法§7−2 晶体结构的对称性㈠晶体中的对称元素㈡晶系和14种空间点阵㈢晶体的宏观对称性和32点群㈣晶体的微观对称性和230空间群§7−3 金属晶体㈠三种典型金属结构㈡金属原子半径㈢合金结构㈣能带理论§7−4 离子晶体㈠几种典型的离子晶体结构㈡点阵能㈢离子半径和离子极化㈣泡林规则和复杂离子化合物结构§7−5 共价晶体和其它键型晶体㈠共价晶体–金刚石㈡混合键型晶体–石墨㈢氢键型晶体–冰㈣分子晶体–干冰§7−6 实际固体㈠晶体缺陷㈡非晶态第八章微观结构测定的基本原理(1)—分子光谱§8−1 概论§8−2 转动光谱㈠刚性转子模型㈡非刚性转子模型㈢多原子分子转动光谱§8−3 振动光谱㈠谐振子模型㈡非谐振子模型㈢振动光谱的精细结构(振转光谱)㈣多原子分子振动模式§8−4 电子光谱㈠电子能级和电子光谱选律㈡电子光谱的精细结构(电子振转光谱)㈢富兰克−康登原理㈣多原子分子电子光谱§8−5 拉曼光谱㈠拉曼散射和拉曼光谱选律㈡转动和振动拉曼光谱第九章微观结构测定的基本原理(2)—磁共振和其它§9−1 核磁共振㈠核磁矩及与外磁场的相互作用㈡核磁共振现象㈢化学位移㈣核的自旋−自旋偶合§9−2 顺磁共振㈠分子的磁性及与外磁场的相互作用㈡顺磁共振现象㈢ｇ因子和超精细结构§9−3 电子能谱㈠电子能谱概述㈡紫外光电子能谱㈢Ｘ射线光电子能谱㈣俄歇电子能谱§9−4 Ｘ射线衍射㈠晶体对Ｘ射线的衍射㈡衍射方向㈢衍射强度㈣Ｘ射线的衍射谱§9−5 电子和中子衍射㈠电子衍射㈡电子衍射测定气体分子的几何结构㈢低能电子衍射在表面分析中的应用㈣中子衍射第十章统计力学基础§10−1 基本概念㈠概率㈡宏观态和微观态㈢热力学概率和熵㈣量子态能级和简并度§10−2 麦克斯韦−玻耳兹曼统计㈠麦克斯韦−玻耳兹曼统计法㈡麦克斯韦−玻耳兹曼分布定律§10−3 分子配分函数㈠配分函数的物理意义㈡分子配分函数与内能§10−4 正则系综及配分函数㈠系综的概念㈡正则分布与分子配分函数㈢独立等同可辨和不可辨粒子体系§10−5 配分函数的计算㈠平动配分函数㈡转动配分函数㈢振动配分函数㈣电子配分函数㈤核配分函数㈥粒子的全配分函数§10−6 量子统计㈠玻色−爱因斯坦统计法㈡费米−狄喇克统计法㈢金属中自由电子的热容第十一章热力学第一定律和热化学§11−1 热力学第一定律㈠热力学常用的一些基本概念㈡热力学第一定律的表述㈢内能的概念㈣功和热量㈤热力学第一定律的统计解释㈥功的计算和可逆过程§11−2 焓和热容㈠焓的概念㈡热容的概念㈢理想气体的热容㈣气体热容与温度的关系㈤等压热容和等容热容的关系§11−3理想气体的热力学过程㈠焦尔实验㈡绝热过程㈢理想气体的卡诺循环§11−4焦尔−汤姆逊效应㈠焦耳−汤姆逊实验㈡焦耳−汤姆逊系数§11−5化学反应的热效应㈠热化学方程式和标准态㈡反应进度㈢恒压反应热和恒容反应热及其相互关系㈣盖斯定律㈤反应焓变与温度的关系§11−6 几种重要的焓变计算㈠燃烧焓㈡生成焓㈢溶解焓和稀释焓㈣从键焓估算反应焓变和生成焓第十二章热力学第二定律和热力学第三定律§12−1 热力学第二定律的引出㈠热力学第二定律解决什么问题㈡自然过程的共同特点§12−2 过程方向性的判据−−熵函数㈠熵的引出㈡克劳修斯不等式和熵增加原理㈢熵和热力学第二定律的统计解释§12−3 热力学第三定律㈠热力学第三定律的引出及表述㈡热力学第三定律的实验验证㈢热力学第三定律的统计解释§12−4 熵变的计算㈠恒温过程的熵变算㈡变温过程的熵变㈢相变过程的熵变㈣标准熵的计算㈤化学反应的熵变§12−5 吉氏自由能和亥氏自由能㈠亥姆霍兹自由能及等温等容过程方向的判断㈡吉布斯自由能及等温等压过程方向的判断㈢吉氏和亥氏自由能的统计热力学计算㈣吉布斯自由能的计算§12−6 热力学函数间的关系及其应用㈠热力学的四个基本关系式㈡麦克斯韦关系式㈢麦克斯韦关系式的应用㈣在纯物质两相平衡的应用§12−7 化学势㈠化学势概念的引出㈡化学势与温度和压力的关系㈢化学势在相变和化学反应中的应用㈣气体化学势第十三章溶液体系热力学§13−1 偏摩尔量㈠偏摩尔量定义㈡偏摩尔量的基本公式§13−2 理想溶液及其性质㈠理想溶液的经验定义和分子图像㈡理想溶液的热力学定义㈢理想溶液的性质§13−3 稀溶液及其性质㈠稀溶液的经验定义和分子图像㈡稀溶液的热力学定义㈢稀溶液的依数性§13−4 实际溶液和活度㈠实际溶液及其化学势表达式㈡活度的测定㈢超额函数第十四章化学平衡体系热力学§14−1 化学反应的自由能降低原理§14−2 化学反应等温式和平衡常数㈠均相化学反应㈡非均相化学反应§14−3 反应平衡常数的计算和测定方法㈠平衡常数的表达方法㈡平衡常数的测定和计算㈢平衡转化率和平衡组成计算§14−4 理想气体反应平衡常数的统计热力学计算㈠能量零点的选择㈡自由能函数的计算和应用举例㈢从配分函数直接计算平衡常数§14−5 平衡常数与温度和压力的关系㈠平衡常数与温度的关系㈡平衡常数与压力的关系§14−6 气相反应条件分析㈠常压气相反应㈡高压气相反应§14−7 液相反应和复杂反应条件分析㈠液相反应㈡复杂反应第十五章相平衡体系热力学§15−1 相律㈠相、组份数和自由度㈡相律的推导§15−2 单组份体系的相图㈠单组分体系相图的理论基础㈡相图实例㈢升华操作原理和水杨酸的升华提纯㈣二级相变§15−3 二组分液固体系㈠液固体系相图㈡杠杆规则及其应用㈢溶解度曲线的计算㈣生成稳定和不稳定化合物的液固体系㈤生成完全互溶的固溶体的液固体系㈥生成部分互溶的固溶体的液固体系§15−4 二组分气液体系㈠理想溶液的气液体系㈡完全互溶的实际溶液的气液平衡㈢蒸馏（或精馏）原理§15−5 二组分液液体系㈠部分互溶体系㈡完全不互溶体系§15−6 三组分体系㈠部分互溶的三液体系㈡固-固-液盐水体系第十六章界面现象和胶体分散体系§16−1 表面自由能和表面张力㈠表面自由能及其定义㈡表面张力§16−2 弯曲液体表面的现象㈠弯曲液面的附加压力㈡附加压力与曲面的曲率半径和表面张力的关系㈢表面曲率与液体蒸气压的关系§16−3 润湿和铺展㈠粘附功㈡接触角与润湿的关系§16−4 表面相热力学㈠表面相和表面过剩量㈡吉布斯吸附方程式§16−5 表面活性剂㈠表面活性剂的分类及其定向排列功能㈡表面活性剂的作用㈢表面活性剂的结构与其性能间的关系§16−6 胶体分散体系㈠胶体体系的分类㈡胶体体系的不稳定性及其电-化学性质第十七章气体的吸附和表面化学§17−1 气体在固体表面的吸附㈠物理吸附和化学吸附㈡吸附势能曲线㈢朗格缪尔吸附等温式㈣费罗因德利希和捷姆金吸附等温式㈤ BET吸附等温式及比表面测定原理§17−2 现代表面化学的研究内容㈠表面组成的研究㈡表面结构的研究㈢表面反应的研究§17−3 表面性质对表面反应性能的影响㈠表面组成和价态的影响㈡表面结构的影响§17−4 表面吸附态和表面反应机理㈠热脱附方法研究表面吸附态㈡用表面能谱研究表面吸附态㈢用隧道扫描探针研究表面吸附态第十八章传递过程和非平衡态热力学§18−1 传递过程基本规律㈠热传导㈡粘度㈢扩散§18−2 非平衡态热力学㈠熵产生原理㈡昂萨格倒易关系㈢最小熵产生原理第十九章化学动力学基本规律§19−1 化学反应的速率方程㈠化学反应速率㈡质量作用定律㈢反应级数和反应分子数§19−2 具有简单级数的反应㈠零级反应㈡一级反应㈢二级反应㈣三级反应㈤速率方程的确定§19−3 温度对反应速率的影响㈠温度和反应速率之间的经验关系式㈡活化能对反应速率的影响㈢活化能的物理意义§19−4 典型的复杂反应㈠对峙反应㈡平行反应㈢连续反应§19−5 反应机理和近似处理方法㈠反应机理㈡稳态近似㈢平衡态近似§19−6 化学反应中的动态与平衡㈠微观可逆性原理和仔细平衡原理㈡速率常数和平衡常数的关系第二十章各种反应体系的动力学§20−1 链反应㈠直链反应㈡支链反应§20−2 液相反应㈠遭遇对㈡扩散控制的反应㈢液相中的快速反应㈣化学振荡反应§20−3 催化反应㈠催化剂的特性㈡均相催化反应㈢气固相催化反应㈣络合催化反应㈤不对称催化反应㈥酶催化反应§20−4 流动体系反应㈠连续管式反应㈡连续釜式反应§20−5 光化学反应㈠光化学基础㈡光化学反应的类型第二十一章基元反应的速率理论§21−1 双分子反应的简单碰撞理论㈠硬球碰撞模型㈡反应硬球碰撞模型㈢反应碰撞模型与实验结果比较§21−2 反应速率的过渡态理论㈠过渡态理论㈡过渡态理论的热力学处理§21−3 单分子反应理论㈠林德曼理论㈡ RRKM理论§21−4 分子轨道对称守恒原理㈠实验事实㈡能量相关原理㈢前线轨道理论第二十二章分子反应动力学§22−1 化学反应的不同层次㈠总包反应㈡基元反应㈢态-态反应§22−2 势能面及反应途径㈠势能面㈡反应体系在势能面上的运动㈢势能面的特征对反应的影响§22−3 分子反应动力学实验㈠激光的基本原理和激光器㈡特定状态的反应物制备㈢反应的测量第二十三章电解质溶液§23−1 电解质溶液的导电现象㈠金属导体和离子导体㈡法拉第定律㈢电解质溶液的电导率㈣离子的电迁移和迁移数§23−2 电解质溶液的活度和活度系数㈠离子强度和活度系数㈡强电解质的离子相互作用理论第二十四章电化学热力学§24−1 可逆电池的电动势㈠化学反应的吉氏自由能变化和可逆电池的电动势㈡可逆电池和不可逆电池㈢可逆电池的电动势测定㈣可逆电池电动势与物质活度的关系㈤可逆电池的动电势和温度关系§24−2 电极电势和标准电极电势㈠电池电动势产生原因㈡电极电势表达式㈢标准电极电势㈣可逆电极的种类㈤电极电势和电池电动势的计算§24−3 浓差电池和液体接界电势㈠浓差电池㈡液体接界电势㈢液体接界电势的计算§24−4 离子选择性电极和膜电势㈠用氢离子选择性电极测溶液PH㈡离子选择性电极的一般工作原理㈢膜电势§24−5 电势-pH图及其应用㈠电势-pH图的涵义㈡电势-pH图的构建及其应用第二十五章电化学动力学及其应用§25−1 电极极化㈠极化和超电势㈡氢超电势理论㈢超电势的测量方法及其应用§25−2 电化学测量㈠循环伏安法㈡计时电流和计时电位法㈢交流阻抗法§25−3 应用电化学㈠电解㈡金属的电沉积㈢金属的腐蚀和防腐㈣化学电源§25−4 电化学中的若干现代研究课题㈠表面电化学㈡电极过程的时空分辨㈢光电化学。
表面工程 考点汇总
表面工程葵花宝典第一章：表面工程技术概论考点1：表面工程的概念：从材料的表面特性出发，利用表面改性技术、涂镀层技术和薄膜技术，使材料表面获得原来没有的新性能的系统工程。
考点2：润湿：固体表面与液体接触时原来的固相-气相界面消失，形成新的固相-液相界面的现象。
润湿是液体与固体表面接触时产生的一种表面现象，液体对固体表面的润湿程度可以用液滴在固体表面的散开程度来说明考点3：表面技术按作用原理分类：原子沉积、颗粒沉积、整体覆盖、表面改性。
第二章：材料表面工程技术基本理论考点4：在几个原子范围内的清洁表面其偏离三维周期性结构的主要特征是表面弛豫、表面重构和表面台阶结构、表面偏析、化合物、化学吸附考点5：表面粗糙度是指加工表面上具有的较小间距的峰和谷所组成的微观几何形状误差，也称微观粗糙度考点6：吸附、吸收和化学反应是固体与气体发生作用的三种表现考点7：按几何特征，晶体表面缺陷分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类考点8：表面平整一般采用磨光、滚光、抛光及刷光和振动磨光(1)磨光是借助粘有磨料的特制磨光轮(或带)的旋转，以磨削金属零件表面的过程(2)滚光是将成批零件与磨削介质一起在滚筒中作低速旋转，靠零件和磨料的相对运动进行光饰处理的过程(3)抛光是用抛光轮和抛光膏或抛光液对零件表面进一步轻微磨削以降低粗糙度，也可用于镀后的精加工(4)刷光是把刷光轮装在抛光机上，用刷光轮上的金属丝(钢丝、黄铜丝等)刷，同时用水或含某种盐类，表面活性剂的水溶液连续冲洗去除零件表面锈斑、毛刺、氧化皮及其他杂物(5)振动磨光是将零件与大量磨料和适量抛磨液置入容器中，在容器振动过程中使零件表面平整光洁考点9：基体表面清洁的目的是：(1)作为前序处理工艺的一部分，为下一涂装或其他表面加工(如电镀、热喷涂等)打基础(2)作为一项单独表面处理技术，可提高工件寿命或恢复工件原状态或节能需要(锅炉清除水垢，提高热效率)；(3)消除工件(设备)隐患，提高安全性(如传热设备局部过热可通过清洗来解决)，消毒、灭菌，除放射性污染，有利于人体健康考点10：喷砂是用机械或净化的压缩空气，将砂流强烈地喷向金属制品表面，利用磨料强力的撞击作用，打掉其上的污垢物，达到清理或修饰目的的过程考点11：喷丸的原理和设备与喷砂相似，只是采用的磨料不同。
第17章 玻璃表面处理技术
第17章玻璃表面处理技术在讲述玻璃表面处理技术时，首先应了解玻璃表面的结构与性质、玻璃表面的物理性质、化学性质等，这些知识内容在前面章节已学习过，这里不再叙述.在玻璃生产过程中,表面处理具有十分重要的意义。
从清洁玻璃表面起，直到制造各种涂层的玻璃。
表面处理的技术应用很广，使用的材料、方法也是多种多样的，基本上可归纳为三大类型。
（1）玻璃的光滑面或散光面的形成，是通过表面处理以控制玻璃表面的凹凸。
例如器皿玻璃的化学蚀刻，灯泡的毛蚀,以及玻璃的化学抛光。
(2）改变玻璃表面的薄层组成，改善表面的性质，以得到新的性能。
如表面着色以及用SO2、SO3处理玻璃表面，增加玻璃的化学稳定性。
(3) 在玻璃表面上用其他物质形成薄层而得到新的性质，即表面涂层。
如镜子的镀银、表面导电玻璃、憎水玻璃、光学玻璃表面的涂膜等。
17。
1 玻璃表面的清洁处理玻璃基片和坯体在进行玻璃表面处理前,还应进行表面的清洁处理。
因为基片或坯体的清洁程度对玻璃表面处理的产品质量有很大的影响。
因此表面处理前的清洁处理对于后续的玻璃表面处理工艺是非常重要的.下面简单加以叙述。
17.1。
1 表面清洁度的检验标准玻璃表面进行清洗前,必须检验玻璃表面清洁度，以此为根据来选择清洗方法。
常用的检验方法有：（1) 玻璃表面与液体的接触角法往洁净的玻璃表面倒上水和乙醇,都能扩展而完全润湿，接触角几乎等于零。
如玻璃表面有污染，水和酒精就不能完全润湿，呈明显而较大的接触角。
（2) 呵痕试验法用洁净（经过滤）、潮湿的空气吹向玻璃表面（呵气)，放在黑色背景前，如玻璃为洁净的，就呈现黑色、细薄、均匀的湿气膜，称为黑色呵痕。
如玻璃表面有污染,水气就凝集成不均匀的水滴，称为灰色呵痕。
水滴在灰色呵痕上，有明显的接触角，而黑色呵痕中水的接触角接近于零值。
这是检查玻璃表面清洁度常用的简便而有效的方法。
(3）玻璃表面的静摩擦系数法测量固体与玻璃的静摩擦系数是检查玻璃表面清洁度的一种灵敏的方法。
表面反应和吸附
(2) 吸附现象的本质 化学吸附和物理吸附
吸附力 吸附热 选择性 稳定性 分子层
物理吸附 范德华力 较小，~ 液化热 无 不稳 单层或多层
化学吸附 化学键力 较大，~ 化学反应热 有 较稳 单分子层
吸附速率 较快，不受温度影响 较慢，温度↗，速度加快
是否需活化能 不需活化能
需活化能
3
(3) 平衡吸附量与温度压力的关系
组成, 反应速率反而减小。
例如：环丙烷和氢在第Ⅷ族金属表面上的反应
25
26
b）表面双分子反应服从Eley-Rideal机理
若考虑B的吸附，则反应速率应与 pB 及 θA 成比例，
即
r k2 PBaAPA
1 aAPA aB PB
(1)分母中有 aBpB 一项，表明 B 未必一点也不吸 附，只是被吸附的 B 分子不直接参加反应，但由 于它在表面上占有一定的位置而影响了反应速率 。
(与固体在溶液中吸附类似)
或 : lg q lg K 1 lg P (k、n为常数) n
适用的覆盖度 范围比 Langmuir 等温式大。
应用较广，尤其是中等压力范围
17
六、复相催化反应历程
A(g) + B(g) → P
a. Langmuir-Hinshelwood机理：
这类历程的特点是：A 和 B 同时被吸附在两个相 邻的活性中心上，然后再进行反应转变为生成物：
对于吸附剂和吸附质一定的体系，实验表明，达到 平衡时的吸附量与温度及气体的压力有关，即吸附 方程式可表示为：
f(q, P, T)=0
在恒压下，P=常数，则 q=f(T)，称为“吸附等压式”。 在恒吸附量下，q=常数，则 P=f(T)，称为“吸附等量式”。 在恒温下，T=常数，则 q=f(P)，称为"吸附等温式"。
中国药科大学-分析化学课件-第17色谱分析
峰宽和之半
tR2 W1
tR1 W2
2
R 2(tR2 tR1) 1.177(tR2 tR1)
W1 W2
W1 2(1) W1 2(2)
讨论
• 设色谱峰为正常峰，W1≈W2= 4σ
R 1.0 tR 4 基本分离 R 1.5 tR 6 完全分离(定量分析前提）
R 1.0 完全未分开
调整保留体积VR’：保留体积与死体积之差，即组分 停留在固定相时所消耗流动相的体积
VR'
VR
V0
t
' R
FC
注：VR' 与Fc无关；t
' R
1 Fc
V0 和 Vm、t0 和 tm 的区别
• V0 ：由进样器至检测器的流路中未被固定相占有的空 间体积 ； 流定相充满死体积所需的时间为t0 。
• Vm ：平衡时流动相在色谱柱中占有的体积，流动相经 过色谱柱所需时间用tm 表示。
线性：对称峰 凸形：拖尾峰
• 对称因子(symmetry factor)
——衡量色谱峰对称性
色谱峰
正常峰（对称）——fs在0.95~1.05之间
非正常峰 前沿峰 ——fs小于0.95 拖尾峰 ——fs大于1.05
对称因子：（拖尾因子）
fs
W0.05h 2A
A B 2A
8.分离因子和分离度：—分离参数
➢吸附色谱：利用物理吸附性能的差异（固定相固体）
（ absorption chromatography）
➢离子交换色谱：利用离子交换原理（固定相离子交换树脂）
（ion exchange chromatography ）
➢空间排阻色谱：利用排阻作用力的不同（固定相凝胶）
大专本科分析化学第十七章色谱分析法概论
s
）
m
Vs ） = t （ 1+ K B tRB 0 Vm
Vs tR= t0 （KA－KB） Vm
tR≠0
KA≠KB kA≠kB
二、基本类型色谱法的分离机制
• 分配色谱法
• 吸附色谱法
• 离子交换色谱法 • 分子排阻色谱法
（一）分配色谱法
分离原理
•
利用被分离组分在固定相或流动相中的溶解度差别而实 现分离。
也称为空间排阻色谱法、凝胶色谱法。 • 分为凝胶渗透色谱法（gel permeation chromatography；
GPC）和凝胶过滤色谱法（gel filtration chrom源自tography；GFC）
分子排阻色谱法
• 根据空间排阻（理论，孔内外同等大小的溶质分子处于
扩散平衡状态。
渗透系数
• 高效液相色谱发：球型或无定型全多孔硅胶 和堆积硅珠。 • 气相色谱法：高分子多孔微球等
吸附色谱法 • 流动相 气-固吸附色谱法：气体，常为氢气或氮气。 液-固吸附色谱法：有机溶剂。
• 洗脱能力主要由流动相极性决定。强极性流动相占据吸附
中心的能力强，洗脱能力强。 • Snyder溶剂强度0：吸附自由能，表示洗脱能力。0值越
• 色谱法与光谱法的主要不同点:
色谱法具有分离和分析两种功能 光谱法不具备分离功能
• 色谱法创始于20世纪初，俄国植物学家M.S.Tswett 在研 究植物叶子中的色素组成时做了一个著名的实验: 将碳酸钙粉末放在竖立的玻璃管中，从顶端注入植物
色素的提取液，然后不断加入石油醚冲洗。
植物色素慢慢地向下移动并逐渐分散成数条不同颜色 的色带。
（0＜Kp＜1 ）
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o
氢分子经过渡态达到化学吸附态的示意图 氢分子经过渡态达到化学吸附态的示意图 过渡态
2011-3-2
复旦大学化学系
11
物理化学 III
第十七章 气体的吸附和表面化学
脱附活化能E 吸附活化能E 化学吸附热q之间的关系 脱附活化能 d与吸附活化能 a和化学吸附热 之间的关系
Ed = Ea + q
程序升温脱附 量热
A(g) + M(s) ↔ AM
kd
2011-3-2 复旦大学化学系 14
ka
物理化学 III
第十七章 气体的吸附和表面化学
单层吸附！ 单层吸附！
2011-3-2
复旦大学化学系
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物理化学 III
1. 一种分子的吸附 定义： 定义：
第十七章 气体的吸附和表面化学
V N θ= V Ns m
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物理化学 III
第十七章 气体的吸附和表面化学
利用吸附等温式可求出化学吸附热 Clausius-Clapeyron方程 方程
d ln P ∆H 相 = dT RT 2
描述一个凝聚相与一 个蒸汽相之间的平衡
当用于g-s平衡时， 与 当用于 平衡时，∆H与θ有关 平衡时
物理化学 III
第十七章 气体的吸附和表面化学
物理化学
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物理化学 III
物理化学A-III 物理化学 教学内容
第十七章 气体的吸附和表面化学
第十七章 气体的吸附和表面化学 第十八章 传递过程和非平衡态热力学 第十九章 化学动力学基本规律 第二十章 各种反应体系的动力学 第二十一章 基元反应的速率理论 第二十二章 分子反应动力学 第二十三章 电解质溶液 第二十四章 电化学热力学 第二十五章 电化学动力学及其应用
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物理化学 III
第十七章 气体的吸附和表面化学
朗格缪尔（ 朗格缪尔（Langmuir）在单分子层吸附理论的基础上建 ） 立了气体平衡压力与吸附量的数学关系， 立了气体平衡压力与吸附量的数学关系， 解释了实验测 得的吸附等温线
理论的基本假设： 理论的基本假设： (1) 固体表面是均匀的，因此它对所有分子吸附的机会都相等，而且 固体表面是均匀的，因此它对所有分子吸附的机会都相等， 吸附热以及吸附和脱附活化能与覆盖度无关（表面均匀…） 吸附热以及吸附和脱附活化能与覆盖度无关（表面均匀 ） (2) 每个吸附位置只吸附一个气体分子，而且吸附分子之间没有相互 每个吸附位置只吸附一个气体分子， 作用（单位吸附…） 作用（单位吸附 ） (3) 吸附只进行到单分子层为止（单层吸附） 吸附只进行到单分子层为止（单层吸附） (4) 吸附平衡是动态平衡，即达到平衡时吸附速率和脱附速率相等 吸附平衡是动态平衡， 动态平衡） （动态平衡）
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物理化学 III
第十七章 气体的吸附和表面化学
§17-3 表面性质对表面反应性能的影响
㈠ 表面组成和价态的影响 ㈡ 表面结构的影响
§17-4 表面吸附态和表面反应机理
㈠ 热脱附方法研究表面吸附态 ㈡ 用表面能谱研究表面吸附态 ㈢ 用扫描隧道探针研究表面吸附态
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θ
θ
1−θ
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= bpA
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bpA θ= 1 + bpA
V bpA θ= = Vm 1 + bpA
第十七章 气体的吸附和表面化学
Langmuir吸附等温式 吸附等温式
pA 1 pA = + V Vmb Vm
pA ~ pA 作图，从斜率求 m，截距求 作图，从斜率求V 截距求b V
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物理化学 III
表面化学研究的难点
第十七章 气体的吸附和表面化学
1. 表面原子数远少于体相，对表面的实验分析困难 表面原子数远少于体相， 如对于立方体边长为1 的冰， 如对于立方体边长为 cm的冰，体相分子密度约为 22 的冰 体相分子密度约为10 cm-3，表面分子密度～1015 cm-2 表面分子密度～
rdA = kdA N sθ A rdB = kdB N sθ B
raA = rdA A = bA pA 1 − θA − θB
θ
θB r = r = bB pB 1 − θA − θB
B a B d
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物理化学 III表面化学
简化势能曲线
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物理化学 III
㈢ 朗格缪尔吸附等温式
第十七章 气体的吸附和表面化学
吸附等温式： 吸附等温式：恒温时气 体在固体表面上的吸附 量与其平衡压力间的关 系
Q = f ( p )T
表面覆盖度： 表面覆盖度：
V θ= Vm
V：给定压力下的吸附量 ： Vm：单分子层的表面吸附量
E (r ) = q[1 − e
− a ( r − r0' ) 2
]
q：把粒子结合在一起的势阱深度 ： a：双原子分子简谐振子模型的弹性常数 ：
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物理化学 III
第十七章 气体的吸附和表面化学
re = rNi + rH = 1.25 + 0.35 = 1.6 A
ka N s (1 − θ ) pA = kdθN s
θ
1−θ
=
ka pA kd
0 ka = ka0e − Ea / RT kd = kd e − Ed / RT
Ed - Ea = q
ka0 q / RT ∴ = 0e pA 1 − θ kd
吸附平衡常数： 吸附平衡常数：
ka ka0 q / RT b= = 0 e = b0e q / RT kd kd
所 以 要 求 表 面 技 术 不 仅 表 面 专 一 （ surface 表面灵敏（ specific），而且表面灵敏（surface sensitive） ） ） 而且表面灵敏
2. 为维持表面原子级的清洁，实验必须在真空系统中进 为维持表面原子级的清洁，实验必须在真空系统 真空系统中进 行
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物理化学 III 参考书
第十七章 气体的吸附和表面化学
傅献彩, 沈文霞, 姚天扬, 物理化学》第四版. 北京高等教育出版社, 傅献彩, 沈文霞, 姚天扬,《 物理化学》第四版. 北京高等教育出版社, 1990） （1990） 韩德刚，高执棣，高盘良, 物理化学》 高等教育出版社, 2001） 韩德刚，高执棣，高盘良,《物理化学》,高等教育出版社,（2001） 胡英等编， 物理化学》第四版，高等教育出版社，（ ，（2000） 胡英等编，《物理化学》第四版，高等教育出版社，（2000） 江元生， 结构化学》 高等教育出版社， 江元生，《结构化学》，高等教育出版社，(1997) 徐光宪，王祥云, 物质结构》第二版，高等教育出版社, 1987） 徐光宪，王祥云,《物质结构》第二版，高等教育出版社,（1987） P. W. Atkins et al, Atkins’《Physical Chemistry》, 7th ed., Oxford Atkins’《 Chemistry》 University Press,（2002） Press,（2002） Berry,Rice,Ross,《 Berry,Rice,Ross,《Physical Chemistry》,John Wiley &Sons,(1980) Chemistry》 I. N. Levine《Physical Chemistry》,4th ed., McGraw-Hill, (1995) Levine《 Chemistry》 McGraw2011-3-2 复旦大学化学系 3
吸附在W表面 如Ar、Kr、Xe吸附在 表面，当覆盖度不大时，吸附热分别为 、 、 、 吸附在 表面，当覆盖度不大时，吸附热分别为8、 18和35 kJ/mol 和
范德华力（色散力、偶极力），无电子转移，不需要或需 范德华力（ 色散力、 偶极力） 无电子转移， 要很小的活化能 低温
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物理化学 III
第十七章 气体的吸附和表面化学
§17-1 气体在固体表面的吸附
㈠ 物理吸附和化学吸附 物理吸附 & 化学吸附 1. 物理吸附的特点
无选择性
只要条件适宜，任何气体都可以吸附在任何固体上。可测定多孔 只要条件适宜， 任何气体都可以吸附在任何固体上。 催化剂的表面积及其孔结构
吸附热与蒸发潜热同一个数量级（ 吸附热与蒸发潜热同一个数量级（8-40 kJ/mol） ）
物理化学 III
第十七章 气体的吸附和表面化学
§17-1 气体在固体表面的吸附
㈠ 物理吸附和化学吸附 ㈡ 吸附势能曲线 ㈢ 朗格缪尔吸附等温式 ㈣ 费罗因德利希和捷姆金吸附等温式 ㈤ BET吸附等温式及比表面测定原理 吸附等温式及比表面测定原理
§17-2 现代表面化学的研究内容
㈠ 表面组成的研究 ㈡ 表面结构的研究 ㈢ 表面反应的研究
i种分子时： 种分子时： 种分子时 bA pA bA pA θA = ； θ A = 1 + bA pA + bB pB 1 + ∑ bi pi
i
bB pB bB pB θB = ； θ B = 1 + bA pA + bB pB 1 + ∑ bi pi
q等 = q + RT
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物理化学 III
2. 多种分子的吸附