物理化学吸附化学
比表面测定仪原理/迎头色谱简介/比表面积实验表明
BET法是测定比表面积的经典方法，由于此法测定操作比较费时，应用受到一定的限制。依据BET法原理，运用迎头色谱法测定比表面，设备简便、操作易行；迎头色谱法所得谱图的计算，采用“高斯曲线一点法”，具有快速、准确等优点。
比表面测定仪原理：
在迎头色谱法中，利用载气反吸咐（如：苯）连续恒定地带入装着固体吸咐剂的柱中，由于吸咐剂的吸咐作用，因而有一段时间无吸咐质从柱中流出，此段色谱流出曲线与基线重迭；当吸咐逐步达到平衡的同时，就开始流出部分吸咐质，最后全部流出，此段色谱流出曲线为正态分布曲线。比表面积测定仪
迎头色谱简介：
迎头色谱法又称前沿色谱法（）frontal chromatography)，系指连续不断地通入气体（或者液体气体）样品，而且样品组成和进样均保持恒定。载气把样品带入色谱柱子以后，样品中吸附或溶解能力弱的第一个组分以纯态流出，其次流出的是最弱的和次弱的组分的混合物，然后是最弱、次弱和第三弱等三个组分的混合物，依次类推。比表面积测定仪
此法可用于从含微量杂质的混合物中切割出一个纯组分中，而不适于对混合物各组分进行全分离；但是迎头色谱法很适合于测定固体物质比表面和孔径以及其他物性参数。
比表面积实验表明
当吸附质的相对蒸汽压控制在0.05-0.35的条件下，固体吸附剂的比表面积与吸附流出曲线所围成的面积存在着线性关系。据此，从吸附色谱流出曲线所围成的面积，利用BET议程即可计算出固体样品的比表面积。
物理化学名词解释
物理化学名词解释(希望对大家有所帮助，小心有错别字呀，小帽) 两相界面可分为：气液；气固；液液；液固；固固； 比表面：（衡量多相分散体系的分散程度）就是指单位体积或单位质量的物质所具有的表面积 表面能：（比表面自由能）：当温度，压强及组分恒定时，增加单位表面积所引起的吉布斯自由能的增量 表面张力（物理意义）：是在与液面相切的方向垂直作用于单位长度线段上的收缩力（表面张力与比表面自由能在数值上相等，有相同的量纲，但物理意义不同，单位不同，是从不同的角度反映体系的表面特征） 备注：温度升高，物质的表面张力值下降。绝热条件下，扩展液体的表面积，液体的温度必定下降 表面活性物质：只需少量这样的物质就可已显著的降低溶液的表面张力 （饱和吸附时，表面层上吸附的分子式垂直于液面定向排列的） HLB（亲水亲油平衡值）：表示表面活性物质的亲水性和亲油性的相对强弱；越大代表亲水性越强 CMC（临界胶束浓度）：表面活性分子在溶液中以疏水基相互靠拢，形成疏水基朝内，亲水基指向水相的胶束；形成胶束的浓度称之为表面活性物质的临界胶束浓度 固体表面吸附的根本原因：很难通过降低表面积来降低表面能，只能通过降低界面张力的途径来降低表面能 吸附：固体暴露在气体或液体中时，气体或液体分子自动聚集在固体表面上的现象 吸附平衡：吸附和解吸是互逆的两个过程，当这两个过程速率相等时，达到吸附平衡（气固吸附只有正吸附没有负吸附；吸附是放热过程） 吸附量：是指在一定温度下，吸附平衡时，单位质量的吸附剂所吸附气体的体积或气体的物质的量 吸附热：是指吸附过程中产生的热量，吸附热越大，吸附越强 物理吸附：吸附分子和固体表面分子间作用力是分子间的引力（范德华力） 化学吸附：吸附分子和固体比较面间形成化学键 单分子层吸附理论：1.固体具有吸附能力是因为固体表面的原子力场没有饱和，有剩余价力（气体分子只有碰撞到尚未被吸附的空表表面上才能够发生吸附作用） 2.一吸附在固体表面上的分子，当其热运动的动能足以克服表面力场的 势垒时，又重新回到气相，即发生解吸 3.吸附是一个可逆过程 影响吸附的因素：1.极性的影响 2.溶质溶解度的影响（溶解度越小，说明溶质越容易被吸附） 3.温度的影响（吸附为放热过程，升温吸附下降） 润湿：当液体与固体接触时，液体能在固体表面上铺开（即原来的气固界面被液固界面替代的过程）分为：沾湿，浸湿，铺展 沾湿：是指将气液界面和气固界面转变成液固界面 浸湿：是指固体浸入到液体中的过程 铺展：是指液体在固体表面展开的过程 铺展系数（S）：表示液体在固体表面铺展的能力（S=△G，当S＜0,表示液体可以在固体表面自由铺展） 备注：非极性固体大多是憎水型固体，极性固体通常是亲水型固体
物理化学吸附实验误差分析
4）毛细管的粗细均匀程度及磨损程度都会对结果造成影响； 5）出泡速度会影响△P值的读数，而出泡速度并不能精确控制使得每次的速度相同，若气泡产生速率偏快，会使测定最大压力差值偏大，过慢则会偏小； 6）装置气密性不好，有些许漏气会使测定最大压力差值偏小； 7）其它系统误差，如恒温槽温度的小幅变动。 1）由σ~c图可知，正丁醇溶液的表面张力σ随着其浓度的增加而逐渐降低，为正吸附，故正丁醇是一种表面活性物质。当正丁醇的浓度增大到一定值时，溶液的表面张力σ的随浓度的变化较小，此时有可能已经形成了单分子层的饱和吸附层； 2）由Г-c图可知，当浓度较小时，随着浓度的升高，吸附量逐渐增加。 2.哪些因素影响表面张力测定结果？如何减小以致消除这些实验的影响？ 答∶温度、气泡逸出速度、毛细管是否干净及毛细管的尖端是否与液面相切会影响测定结果。减少或消除这些因素引起误差的措施是∶恒温、控制气泡逸出速率恒定、毛细管干净以及毛细管与液面相切。 1．误差 实验结果表明，运用单一毛细管插入液面以下一定深度进行溶液表面张力测定，它既能够克 服气泡逸出不稳定，难以调节毛细管端面正好与液面相切的缺点，又能保证实验结果的准确性．具有操作简单、快速、准确度高等优点．对于物质不同温度下的表面张力数据的准确获得，具有较好的推广应用价值．此外，还可通过某溶液两温度时的表面张力，测定另一温度时溶液的密度． 本实验产生误差的原因主要有以下几个方面 （1）垂直相切没调好 （2）读高度差时误差较大 3）实验心得 本次实验我学到了关于溶液表面张力的相关知识，并了解了最大气泡法的相关操作。虽
然实验操作步骤简单，但造成误差的因素较多，操作时要格外仔细。另外，调节气泡使其均匀冒出且速度适中是本实验的难点，我在第一组测量中遇到了较大的麻烦，经过助教老师的帮助，我也渐渐掌握了调气泡的要领，即先把气泡调出来，然后关闭活塞使其稳定，中途大概估计出泡时的压力，再缓缓打开活塞，一直微调到压力数在一定区间稳定波动。
物理化学实验报告-溶液中的吸附作用和表面张力的测定实验报告
实验十二溶液中的吸附作用和表面张力的测定 摘要：本实验采用最大气泡压力法测定了液体表面张力，通过对不同浓度下正丙醇溶液的表面张力研究其和浓度之间的关系。初步探讨了表面张力的性质、表面能的意义以及表面张力和吸附作用的关系。 关键词：吸附作用、表面张力、最大气泡法 The measurement of the adsorption effect and surface tension Abstract：In this experiment, according to Gibbs formula and Langmuir equal-temperature equation, we apply the biggest bladder pressure method to research the relationship between the amount of absorption and the consistency of a substance in the solution besides the surface tension. The phenomenon show that the consistency of a substance in the surface of the solution is different from that inside is called absorption. Keyword：Surface tension, The biggest bubble pressure method, Absorption effect
1. 序言 物体表面的分子和内部的分子所处的境况不同，因此能量也不同，表面张力就是内部分子对表面分子的作用力，它是液体的重要属性之一，与所处的温度、压力、液体的组成共存的另一面的组成等因素都有关。对于溶液，由于溶质会影响表面张力，因此可以调节溶质在表面层的浓度来降低表面自由能。 根据能量最低原理，溶质能降低溶液的表面张力时，表面层中溶质的浓度应比溶液内部大，反之，溶质使溶液的表面张力升高时，它在表面层中的浓度比在内部的浓度低，这种表面浓度与溶液里面浓度不同的现象叫“吸附”。在指定温度和压力下，吸附与溶液的表面张力及溶液的浓度有关。 溶液的表面张力是溶液的一个重要物理参数。要计算溶液的表面自由能、最大吸附量等都必须精确测定其溶液的表面张力。测定它的方法较多，如毛细管上升法、滴重法、吊环法和最大气泡法，但最简单、实用、普遍的方法是最大气泡法。本实验正是采用该法测定液体不同浓度条件下的表面张力，探究表面张力、表面能与吸附作用的关系，并验证了表面化学的相关基础理论。 2. 实验部分 2.1 实验仪器与试剂 CS501型超级恒温水浴1台重庆试验设备厂 DMP-2B型数字式微压差测量仪南京大学应用物理研究所 恒温套管，250ml分液漏斗，毛细管（半径为0.15—0.2mm）； 100ml容量瓶（7只），2ml移液管（1支）； 正丁醇溶液（分析纯） 2.2 实验步骤 1）按实验装置图装好仪器，打开恒温水浴，使其温度稳定于35℃。取一支浸泡在洗液中的毛细管依次用自来水、蒸馏水反复清洗若干次，同样把玻璃套管也清洗干净，加上蒸馏水，插上毛细管，用套管下端的开关调节液面恰好与毛细管端面相切，使样品在其中恒温10分钟。在分液漏斗中加入适量的自来水，注意切勿使体系漏气。然后调节分液漏斗下的活塞使水慢慢滴下，这时体系压力逐渐减小，直至气泡由毛细管口冒出，细心调节出泡速度，使之在5－10秒钟内出一个。注意气泡爆破前数字式微压差测量仪的读数，并用电脑采集数据得到最大的压差值，取连续6个数据取平均值； 2）用2mL移液管分别移取0.40ml、0.80ml、1.20ml、1.60ml、2.00ml、2.40ml、2.80ml正丁醇到100ml容量瓶中，然后稀释到刻度。重复上述实验步骤，按照由稀至浓的顺序依次进行测量。 2.3 注意事项 1）测定用的毛细管一定要先洗干净，否则气泡可能不能连续稳定地通过，而使压力计的读数不稳定；
物理化学 溶液吸附法测定固体物质的比表面
四 数据处理与实验结论 表一 溶液吸附法测定固体物质的比表面数据记录 编号 硅胶重量(mg) 亚甲基蓝溶液浓度(mg/ml) 光密度 标准曲线查得的浓度 平衡溶液浓度 C(mg/ml) 吸附亚甲基蓝质量△W(mg) 2 0 0.0050 0.100 3 0 0.0075 0.158 4 0 0.0100 0.215 5 0 0.0125 0.280 图一 吸附剂的比表面①平面吸附投影面积S= △WAN A WM =0.0006*1.35*10?18*6.022*1023/0.0486*373.88=26.845 ②侧面吸附投影面积 S=△WAN A WM =0.0006*7.52*10?19*6.022*1023/0.0486*373.88=14.95 ③端基吸附投影面积S=△WAN A WM =0.0006*3.95*10?19*6.022*1023/0.0486*373.88=7.85 由上表得△W=0.6
五．实验讨论 实验中测定吸光度与标准溶液的浓度的关系时得到吸光度与浓度的标准工作曲线y = 23.28x - 0.0129 R= 0.9990≈1 所以曲线拟合性较好。 六．思考题 1公式（9-1）的应用要求的条件？ 测量比表面较大的试样所得的结果较为满意 2产生实验结果的偏差荡后吸取清液时为什么不能吸取上硅胶？ 实验要测量的是硅胶吸附后的甲基蓝溶液的浓度，吸上硅胶可能会导致硅胶中的甲基蓝重新析出，影响光密度和实验结果。 3比表面的测定与温度，吸附质的浓度，吸附平衡的时间有什么关系？ 温度高时吸附量低，反而吸附量高，吸附质的浓度至少要能满足吸附剂达到饱和吸附时所需的浓度但溶液不能太浓，否则会出现多层吸附震荡要达到饱和吸附时所需时间，吸附剂颗粒大小不要相差太大。 4亚甲基蓝吸附投影面积A对测定比表面有什么影响？如何测定？ S=△WAN A 亚甲基蓝吸附吸附于吸附剂上有三种取向，平面吸附投影侧面吸附投影端基吸附WM 投影。不同投影方式有不同的面积，从而影响比表面。通常用已知的比表面的样品，实验测 反求A。 得△W和W，用S=△WAN A WM
物理化学化学专业课程目的与要求
物理化学（化学专业） (physical chemistry) 课程目的与要求 一、物理化学课程的作用和地位 物理化学是化学学科的一个重要分支，是化学专业本科生的一门主干基础课。通过本课程的学习，不仅使学生能系统地掌握物理化学的基本知识和理论基础，而且使他们受到严格的科学训练，具备应用物理化学基本原理和方法去分析和解决问题的能力，培养学生的辩证唯物主义世界观、爱国主义精神以及理论联系实际、艰苦奋斗、勇于创新的科学素质。 二、任务和要求 本课程的任务是介绍化学热力学、统计热力学、化学动力学、电化学和界面及胶体化学的基本原理、方法及应用。通过课堂讲授、自习、讨论课、演算习题、计算机辅助教学、考试等教学环节达到本课程的目的，其基本要求如下：（1）、化学热力学：掌握热力学四大定律、重要热力学公式及其物理意义和应用条件，各热力学量的计算中，掌握标准的选择和非理想体系处理的一般方法，掌握热力学函数表的应用。均相系热力学量之间的关系及转化，据以判断化学变化的方向和限度，掌握相平衡和化学平衡的基本原理及其在实际问题中的应用。了解非平衡态热力学的基本概念。 （2）、统计热力学：掌握玻尔兹曼统计的基本原理，能从微观层次理解体系的一些热力学性质，掌握从分子配分函数及自由能函数表计算简单气相反应平衡常数及理想气体与晶体的热力学函数。 （3）、化学动力学：掌握化学动力学的基本概念及化学动力学的唯象基本规律、反应速率常数、活化能的测定和计算方法，掌握反应级数的求算和反应历程推测的基本方法，初步掌握基元反应速率理论的基本内容、均相和多相催化原理、现代光化学的基本原理及了解分子反应动力学的现代进展。 （4）、电化学：掌握电解质溶液的基本概念和理论、电导及其应用，可逆电池热力学及其应用，了解电极过程动力学的基本内容及其应用，了解电化学基础研究的活跃领域。 （5）、界面及胶体化学：掌握表面热力学以及胶体体系的性质及基本规律、表面活性剂的作用及应用等。 基本内容及学时分配 绪言（1学时）
物理化学实验报告 表面吸附
物理化学实验报告 溶液表面吸附的测量 1.实验目的 （1）掌握最大气泡压力法测定溶液表面张力的方法。 （2）根据Gibbs 吸附方程式，计算溶质（乙醇）在单位溶液表面的吸附量 ，并作 图。 2.实验原理 在定温下，纯物质液体的表面层与本体（内部）组成相同，根据能量最低原理，为降低体系的表面吉布斯自由能，将尽可能地收缩液体表面。对溶液则不同，加入溶质后，溶剂表面张力发生变化。 根据能量最低原理，若溶质降低溶剂表面张力，c （表面层）> c （本体）；反之，若溶质升高表面张力，c （表面层）
1物理化学
物理化学（下）期终样卷A卷 一、选择题(共12题20分) 1. 2分(6957) 下面哪点不能用以衡量液体在固体表面上的润湿程度？( ) (A)固、液两相相接后物系表面自由能降低的程度 (B)固体在液体中的分散程度 (C)测定接触角的大小（对于固体具有光滑平面时） (D)测定润湿热的大小（对于固体粉末） 2. 2分(5258) 如果臭氧(O3)分解反应2O3→ 3O2的反应机理是： O3→ O + O2 (1) O + O3→ 2O2 (2) 请你指出这个反应对O3而言可能是：( ) (A) 0级反应 (B) 1级反应 (C) 2级反应 (D) 1.5级反应 3. 2分(4583) 电池中使用盐桥的作用是：（） (A) 使电池变成无液体接界的可逆电池 (B) 基本消除电池中的液体接界电势 (C) 消除电池中存在的扩散现象 (D) 使液体接界电势为零 4. 2分(4056) 浓度为m的Al2(SO4)3溶液中，正负离子的活度系数分别为γ+和γ-，则平均活度系数γ±等于： （） (A) (108)1/5m (B) (γ+2γ-3)1/5m (C) (γ+2γ-3)1/5 (D) (γ+3γ-2)1/5 5. 2分(7117) 已知氧(O2)的解离能为491.53 kJ·mol-1,氧原子在清洁的W表面上进行化学吸附 时放热543.92 kJ·mol-1,则氧在W表面上发生解离吸附时吸附热为多少? ( ) (A) 491.53 kJ·mol-1(B) 543.92 kJ·mol-1 (C) 596 kJ·mol-1(D) 721 kJ·mol-1
6. 2分(3806) CaCl2摩尔电导率与其离子的摩尔电导率的关系是：( ) (A) Λ∞(CaCl2) =λm(Ca2+) +λm(Cl-) (B) Λ∞(CaCl2) = ?λm(Ca2+) +λm(Cl-) (C) Λ∞(CaCl2) =λm(Ca2+) + 2λm(Cl-) (D) Λ∞(CaCl2) = 2 [λm(Ca2+) +λm(Cl-)] 7. 2分(3810) 25℃时，Λm(LiI)、λm(H+)、Λm(LiCl)的值分别为1.17×10-2，3.50×10-2 和1.15×10-2S·m2·mol-1。LiCl中的t+为0.34，当假设其中的电解质完全电离时，HI中的t+为：（）(A) 0.18 (B) 0.82 (C) 0.34 (D) 0.66 8. 2分(3620) 在CuSO4溶液中用铂电极以0.1 A的电流通电10 min，在阴极上沉积的铜的质量是：（） (A) 19.9 mg (B) 29.0 mg (C) 39.8 mg (D) 60.0 mg 9. 1分(7004) 特劳贝(Traube)在研究脂肪酸同系物的表面活性时发现，不同的酸在相同的浓 度时，对水的表面张力降低效应随碳氢链的增加而增加。每增加一个CH2，其表面张 力降低效应平均增加：( ) (A) 1.8 倍 (B) 2.3 倍 (C) 3.2 倍 (D) 6.4 倍 10. 1分(7202) 溶胶（憎液溶胶）在热力学上是：( ) (A)不稳定、可逆的体系 (B)不稳定、不可逆体系 (C) 稳定、可逆体系 (D) 稳定、不可逆体系 11. 1分(5253) 反应2A→ P为二级反应，其半衰期：( ) (A)与[A]0无关 (B)与[A]0成正比 (C)与[A]0成反比 (D)与[A] 成反比 [A]0为反应物A的起始浓度。 12. 1分(4261) 25℃时，电池反应Ag + Hg2Cl2= AgCl + Hg的电池电动势为0.0193V，反应时所对应的?r S m为32.9 J·K-1·mol-1，则电池电动势的温度系数(?E/?T)为：( ) (A) 1.70×10-4V·K-1 (B) 1.10×10-6V·K-1
物理化学复习资料
《物理化学》课程期末复习资料 《XXX》课程讲稿章节目录： 绪论 第一章热力学第一定律 第一节热力学概论 第二节热力学基本概念 第三节热力学第一定律 第四节体积功与可逆过程 第五节热、热容与焓 第六节热力学第一定律应用 第七节热化学 第八节化学反应热效应计算 第二章热力学第二定律 第一节卡诺循环与卡诺定律 第二节热力学第二定律的表述 第三节熵函数 第四节熵变的计算 第五节熵函数的物理意义 第六节热力学第三定律 第七节吉布斯能和亥姆霍兹能 第八节热力学函数间关系 第九节吉布斯能和亥姆霍兹能计算 第三章多组分系统热力学 第一节多组分系统组成表示法 第二节偏摩尔量 第三节化学势 第四节液相多组分体系两个经验定律 第五节气体化学势 第六节液体混合物和稀溶液组分化学势
第七节稀溶液的依数性 第八节分配定律 第四章化学平衡 第一节化学反应等温方程 第二节化学反应平衡常数 第三节平衡常数计算和化学转化率 第四节反应标准吉布斯自由能和化合物标准生成吉布斯自由能第五节温度对平衡常数的影响 第六节其他因素对平衡常数的影响 第七节反应耦合 第五章相平衡 第一节相率 第二节单组份系统 第三节双组份系统（1） 第四节双组份系统（2） 第五节双组份系统（3） 第六章电化学 第一节电化学基本概念 第二节电解质溶液电导测定与应用 第三节电解质溶液活度与活度系数 第四节可逆电池 第五节电极电势和电池电动势 第六节可逆电池热力学 第七节电池种类 第八节电池电动势测量与应用 第九节电极极化和过点位 第七章化学动力学 第一节反应速率的表示与测量 第二节反应速率方程 第三节简单级数反应的速率方程
物理化学实验报告-表面吸附
物理化学实验报告-表面吸附
物理化学实验报告 溶液表面吸附的测量 1.实验目的 （1）掌握最大气泡压力法测定溶液表面张力的方法。 （2）根据Gibbs吸附方程式，计算溶质（乙醇）在单位溶液表面的吸附量，并作图。 2.实验原理 在定温下，纯物质液体的表面层与本体（内部）组成相同，根据能量最低原理，为降低体系的表面吉布斯自由能，将尽可能地收缩液体表面。对溶液则不同，加入溶质后，溶剂表面张力发生变化。 根据能量最低原理，若溶质降低溶剂表面张力，c（表面层）> c（本体）；反之，若溶质升高表面张力，c（表面层） 溶液表面吸附溶质的量Γ与表面张力σ、浓度c 有关，其关系符合Gibbs 吸附方程 T c RT c )(??- =Γσ 式中：Γ吸附量；c 溶液浓度；T 温度；R 气体常数；σ表面张力或表面吉布斯自由能。 T c )(??σ 表示在一定温度下，表面张力随浓度的变 化率。如果溶液表面张力随浓度增加而减小，即 ，Γ>0，此时溶液中溶质在表面层中的 浓度大于在溶液中的浓度，称为正吸附。相反，Γ<0，称为负吸附。 在一定温度下，测定不同浓度溶液的表面张力 ，以 对c 作图，求不同浓度时的T c )(??σ 值。由Gibbs 吸附方程求各浓度下的吸附量Γ。 对于求各点斜率值可以借助计算机软件。 测定液体表面张力的方法较多，如最大气泡压力法，滴体积法，毛细管升高法，环法等，本实验采用最大气泡压力法。 将待测液体装入表面张力仪中，使玻璃毛细管下端与液面相切，若液体能润湿管壁，则液体沿毛细管上升形成凹液面，其液面所受压力为大和附加压力ΔP。根据拉普拉斯气压力P （Laplace）方程： 式中：r为弯曲液面曲率半径；σ为液体与气体表面（界面）张力。因是凹液面，弯曲液面的曲率半径，Δ（指向大气）。 物理化学实验报告溶液表面吸附的测量 姓名： 学号： 班号： 指导老师： 溶液表面吸附的测量 一、实验目的 1) 掌握最大气泡压力法测定溶液表面张力的原理和方法。 2) 根据吉布斯（Gibbs ）吸附方程式，计算溶质（乙醇）在单位溶液表面的吸附量Γ，并作Γ-c 图。 二、实验原理 在定温下，纯物质液体的表面层与本体（内部）组成相同，根据能量最低原理，为降低体系的表面吉布斯自由能，将尽可能地收缩液体表面。对溶液则不同，加入溶质后，溶剂表面张力发生变化，根据能量最低原理，若加入的溶质能降低溶剂表面张力时，则溶质在表面层的浓度比在溶液本体的浓度大，反之，若溶质使溶剂表面张力升高，溶质在表面层的浓度小于在溶液本体中的浓度。溶质在溶液表面层与在溶液本体中浓度不同的现象称为溶液的表面吸附，即溶液借助于表面吸附来降低表面吉布斯自由能。 溶液表面吸附溶质的量Γ与表面张力σ、浓度c 有关，其关系符合Gibbs 吸附方程 T c RT c )(??-=Γσ （C22.1） 式中：Γ吸附量；c 溶液浓度；T 温度；R 气体常数；σ表面张力或表面吉布斯自由能。 T c )(??σ表示在一定温度下，表面张力随浓度的变化率。如果溶液表面张力随浓度增加而减小，即T c )(??σ<0，则Γ>0，此时溶液中溶质在表面层中的浓度大于在溶液本体中的浓度，称为正吸附。如果T c )(??σ>0，则Γ<0，称为负吸附。 在一定温度下，测定不同浓度溶液的表面张力σ，以σ对c 作图，求不同浓度时的T c )(??σ值。由Gibbs 吸附方程求各浓度下的吸附量Γ。 求T c )(??σ值，可以通过镜面法和平行线法，在曲线上做切线。目前更好的方法是使用计算机处理数据，例如使用数据处理软件origin 或Excel 。详细内容参见本书绪论部分。 测定液体表面张力的方法较多，如最大气泡压力法、滴体积法、毛细管升高法、环法等，本实验采用最大气泡压力法。实验装置如图C22.1所示。 将待测液体装入表面张力仪中，使玻璃毛细管下端与液面相切，若液体能润湿管壁，则液体沿毛细管上升形成凹液面，其液面所受压力P '为大气压力P 0和附加压力ΔP 。根据拉普拉斯（Laplace ）方程： 物理化学模拟试卷一 一、判断题（每小题2分，其中正确的写“对”，错误的写“错”） 1．在一定温度、压力下，pV = nRT，( ?U/?V ) = 0的气体为理想气体。 ( 对) 2．H2O(l,100℃,101325 Pa) → H2O(g,100℃,101325 Pa)的ΔG<0。 (错) 3．若一个过程是可逆过程，则该过程的每一步都是可逆过程。 ( 对) 4．CO2的标准生成焓就是同温同压下，石墨的标准燃烧热。 ( 对) 5．Ag|AgNO3(m')||AgNO3(m")|Ag浓差电池，m较小的一端为负极。 (对) 6．1mol理想气体，在273K，从p 定温可逆膨胀到0.1p ，该过程的ΔG 为?5226 J。( 对) 7．已知298K时，反应N2O4 (g) ═ 2NO2 (g)的K为0.1132，今在定温且N2O4 (g)及NO2(g)的分压各为101325 Pa时反应向右进行。 ( 对) 8．定温、定压下，ΔG>0的反应不能自发进行。(错) 9．虽然Qp=ΔH，Qv=ΔU，但Qp、Qv不是状态函数。( 对) 10．定温时，电解质溶液的浓度增大时，其摩尔电导率总是减小的。( 对) 11．溶胶是多组分多相体系。 (对) 12．比表面Gibbs自由能和表面张力是两个根本不同的概念。. (错) 13．表面活性物质是指那些加入到溶液中，可以降低溶液表面张力的物质。( 错) 14．溶胶和真溶液是均相体系。(错) 15．若天空中的水滴要起变化，一定是较大水滴进行蒸发，水汽凝结在小水滴上，使大小不等的小水滴相等。( 错) 二、选择题（每小题给出一个正确答案，请把它的序号填在括号中，每小题2分） 1．298K及101325Pa条件下，1mol过冷水蒸气变成1mol的液态水则ΔG A 。 A. ΔG < 0 B.ΔG > 0 C.ΔG = 0 D.不一定2．某体系经历一个不可逆循环后，下列关系式中不能成立的是 A 。 A. Q = 0 B. ΔCp = 0 C. ΔU = 0 D. ΔH = 0 3．当某溶质溶于某溶剂形成浓度一定的溶液时，若采用不同的浓度表示方法，则下列描述溶质的各种说法中正确的是 C 。 A. 活度数据相同 B. 浓度数据相同 C. 化学势相同 D. 前三个都相同 4．下列体系的状态性质中，不是强度性质的是A 。 实验6 醋酸在活性炭上的吸附 一、实验目的 1.用溶液吸附法测定活性炭的比表面。 2.了解溶液吸附法测定比表面的基本原理。 三、实验原理 实验表明在一定浓度范围内，活性炭对有机酸的吸附符合朗格缪尔(Langmuir)吸附方程: (1) 将(1)式整理可得如下形式: (2) 作C/Г—C图，得一直线，由此直线的斜率和截距可求常数K。 如果用醋酸作吸附质测定活性炭的比表面则可按下式计算: (3) 式中，S0为比表面(m2·kg-1);Г∞为饱和吸附量 (mol·kg-1);6.023×1023为阿佛加德罗常数;24.3×10-20为每个醋酸分子所占据的面积(m2)。 四、仪器与药品 1.仪器带塞三角瓶(250mL)5个;三角瓶(150mL)5个;滴定管1只;漏斗;移液管;电动振荡器1台。2药品活性炭;HAc溶液);标准NaOH 溶液(0.1mol·dm-3);酚酞指示剂。 五、实验步骤 1.准备5个洗净干燥的带塞三角瓶，分别称取约1g(准确到 0.001g)的活性炭，并将5个三角瓶标明号数，用一移液管分别按下列数量加入蒸馏水与醋酸溶液。 2.将各瓶溶液配好以后，用磨口瓶塞塞好，并在塞上加橡皮筋以防塞子脱落，摇动三角瓶，使活性炭均匀悬浮于醋酸溶液中，然后将瓶放在振荡器上，盖好固定板，振荡30min。 3.振荡结束后，用干燥漏斗过滤，为了减少滤纸吸附影响，将开始过滤的约5mL滤液弃去，其余溶液滤于干燥三角瓶中。 4.从1，2号瓶中各取1 5.00mL，从3，4，5号瓶中各取30.00mL 的醋酸溶液，用标准NaOH溶液滴定，以酚酞为指示剂，每瓶滴二份，求出吸附平衡后醋酸的浓度。 5.用取5.00mL原始HAc溶液并标定其准确浓度。 六、数据处理 1.将实验数据列表。 2.计算各瓶中醋酸的起始浓度C0，平衡浓度C及吸附量Г(mol·kg-1)。 活性晶的物流化学吸附原理 根据吸附过程中，活性晶分子和污染物分子之间作用力的不同，可将吸附分为两大类：物理吸附和化学吸附(又称活性吸附)。在吸附过程中，当活性晶分子和污染物分子之间的作用力是范德华力(或静电引力)时称为物理吸附。当活性晶分子和污染物分子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。 物理吸附的吸附强度主要与活性晶的物理性质有关，与活性晶的化学性质基本无关。由于范德华力较弱，对污染物分子的结构影响不大，这种力与分子间内聚力一样，故可把物理吸附类比为凝聚现象。物理吸附时污染物的化学性质仍然保持不变。 由于化学键强，对污染物分子的结构影响较大，故可把化学吸附看作化学反应，是污染物与活性晶间化学作用的结果。化学吸附一般包含电子对共享或电子转移，而不是简单的微扰或弱极化作用，是不可逆的化学反应过程。物理吸附和化学吸附的根本区别在于产生吸附键的作用力。 吸附过程是污染物分子被吸附到固体表面的过程，分子的自由能会降低，因此，吸附过程是放热过程，所放出的热称为该污染物在此固体表面上的吸附热。由于物理吸附和化学吸附的作用力不同，它们在吸附热、吸附速率、吸附活化能、吸附温度、选择性、吸附层数和吸附光谱等方面表现出一定的差异。 吸附是一种物质附着在另一种物质表面上的缓慢作用过程。吸附是一种界面现象，其与表面张力、表面能的变化有关。引起吸附的推动能力有两种，一种是溶剂水对疏水物质的排斥力，另一种是固体对溶质的亲和吸引力。废水处理中的吸附，多数是这两种力综合作用的结果。活性晶的比表面积和孔隙结构直接影响其吸附能力，在选择活性晶时，应根据废水的水质通过试验确定。对印染废水宜选择过渡孔发达的炭种。此外灰分也有影响，灰分愈小，吸附性能愈好；吸附质分子的大小与晶孔隙直径愈接近，愈容易被吸附；吸附质浓度对活性晶吸附量也有影响。在一定浓度范围内，吸附量是随吸附质浓度的增大而增加的。另外，水温和pH值也有影响。吸附量随水温的升高而减少。 活性炭吸附技术在国内用于医药、化工和食品等工业的精制和脱色已有多年历史。70年代开始用于工业废水处理。活性晶发明后，经过大量实验和生产实践表明，活性晶对水中微量有机污染物比活性炭有更卓越的吸附性，它对纺织印染、染料化工、食品加工和有机化工等工业废水都有良好的吸附效果。一般情况 第一章 热力学第一定律 一、基本概念 系统与环境，状态与状态函数，广度性质与强度性质，过程与途径，热与功，内能与焓。 二、基本定律 热力学第一定律：ΔU =Q +W 。 焦耳实验：ΔU =f (T ) ; ΔH =f (T ) 三、基本关系式 1、体积功的计算 δW = －p e d V 恒外压过程：W = －p e ΔV 可逆过程： W =nRT 1 2 21ln ln p p nRT V V = 2、热效应、焓 等容热：Q V =ΔU （封闭系统不作其 他功） 等压热：Q p =ΔH （封闭系统不作其 他功） 焓的定义：H =U +pV ; d H =d U +d(pV ) 焓与温度的关系：ΔH =?2 1 d p T T T C 3、等压热容与等容热容 热容定义：V V )(T U C ??=；p p )(T H C ??= 定压热容与定容热容的关系： nR C C =-V p 热容与温度的关系：C p =a +bT +c’T 2 四、第一定律的应用 1、理想气体状态变化 等温过程：ΔU =0 ; ΔH =0 ; W =－Q =?-p e d V 等容过程：W =0 ; Q =ΔU =?T C d V ; ΔH =?T C d p 等压过程：W =－p e ΔV ; Q =ΔH =?T C d p ; ΔU =?T C d V 可逆绝热过程： Q =0 ; 利用p 1V 1γ=p 2V 2γ 求出T 2, W =ΔU =?T C d V ;ΔH =?T C d p 不可逆绝热过程：Q =0 ; 利用C V (T 2-T 1)=－p e (V 2-V 1)求出T 2, W =ΔU =?T C d V ;ΔH =?T C d p 2、相变化 可逆相变化：ΔH =Q =n Δ＿H ； Ｗ＝－p (V 2-V 1)=－pV g =－nRT ; ΔU =Q +W 物理化学试卷 班级姓名分数 一、选择题( 共8题15分) 1. 2 分(7052) 7052 Langmuir 吸附等温式一般可写成θ= ap/(1+ap)，若一个吸附质粒子在吸附时， 解离成两个粒子，Langmuir 吸附等温式可写做：( ) (A) θ= 2ap/ (1 + 2ap) (B) θ= a2p2/ (1 + a2p2) (C) θ= a1/2p1/2/ (1 + a1/2p1/2) (D) θ= 2ap/ (1 + ap) 2. 2 分(0241) 0241 理想气体卡诺循环的图为下列四种情况中的哪一种? ( ) 3. 2 分(3805) 3805 LiCl 的无限稀释摩尔电导率为115.03×10-4 S·m2·mol-1，在298 K 时，测得 LiCl 稀溶液中Li+ 的迁移数为0.3364，则Cl- 离子的摩尔电导率λm(Cl-)为：（） (A) 76.33×10-4 S·m2·mol-1 (B) 113.03×10-4 S·m2·mol-1 (C) 38.70×10-4 S·m2·mol-1 (D) 76.33×102 S·m2·mol-1 4. 2 分(2031) 2031 两只烧杯各有1 kg水，向A 杯中加入0.01 mol 蔗糖，向B 杯内溶入0.01 mol NaCl， 两只烧杯按同样速度冷却降温，则有：( ) (A) A 杯先结冰 (B) B 杯先结冰 (C) 两杯同时结冰 (D) 不能预测其结冰的先后次序 5. 2 分(2440) 2440 CaCO3(s),CaO(s),BaCO3(s),BaO(s)及CO2(g)构成的一个平衡物系,其组分数为：( ) (A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 5 6. 2 分(5263) 5263 已知二级反应半衰期t 1为1/(k2c0)，则反应掉1/4所需时间t1 4 应为：( ) (A) 2/(k2c0) (B) 1/(3k2c0) (C) 3/(k2c0) (D) 4/(k2c0) 7. 2 分(5285) 5285 2A k1 产物 上述反应对A 为二级，下列何者对时间作图可得一直线，且直线斜率等于速率常数 k？( ) (A) 2[A] (B) [A]2 (C) 1/[A] (D) 1/[A]2 8. 1 分(7076) 7076 对于物理吸附的描述中，哪一条是不正确的？( ) (A) 吸附力来源于范德华力，其吸附一般不具有选择性 (B) 吸附层可以是单分子层或多分子层 (C) 吸附热较小 (D) 吸附速度较小 二、填空题( 共5题10分) 9. 2 分(6680) 6680 300 K 时，水的表面张力γ = 0.0728 N·m-1，密度ρ为0.9965×103 kg·m-3。在 该温度下，一个球形水滴的饱和蒸气压是相同温度平面水饱和蒸气压的2 倍，这个小 物理化学常用符号 1.物理量符号名称（拉丁文） A Helmholtz自由能，指数前因 子，面积 M r 物质的相对摩尔质量 a van der Waals参量，相对活度m 质量 b van der Waals参量，碰撞参数N 系统中的分子数 b B 物质B的质量摩尔浓度,亦有用 m B n 物质的量，反应级数 B 任意物质，溶质P 相数(亦有用F)，概率因子 C 热容，独立组分数p 压力 C 库仑Q 热量，电量 c 物质的量浓度，光速q 吸附量 D 介电常数，解离能，扩散系数R 标准摩尔气体常量，电组，半径 d 直径R，R‘ 独立的化学反应数和其它限制条件 数 E 能量，电动势，电极电势r 速率，间隔，半径 e- 电子电荷S 熵，物种数 F Faraday 常量，力, 自由度数T 热力学温度 f 自由度t 时间，摄氏温度 G Gibbs 函数(自由能)，电导u 离子电迁移率 g 重力加速度V 体积 H 焓V m(B) 物质B的摩尔体积 h 高度，Planck 常量V B 物质B的偏摩尔体积 I 电流强度，离子强度，光强度v 物质B的计量系数 J 焦耳W 功 j 电流密度w B 物质B的质量分数 K 平衡常数x B 物质B的摩尔分数 k Boltzmann 常量，反应速率系 数y B物质B在气相中的摩尔分数 L Avogadro 常量 Z配位数，碰撞频率 l 长度，间隔z离子价数，电荷数 M 摩尔质量 2.物理量符号名称（希腊文） a热膨胀系数，转化率，解离度 Q特征温度 b冷冻系数G表面吸附超量 g C p,m / C V,m之值，活度因子，表 面张力d 非状态函数的微小变化量，间隔，厚 度 e能量，介电常数 D 状态函数的变化量 z动电电势m J Joule 系数 h热机效率，超电势，黏度m J-T Joule-Thomson 系数 q覆盖率，角度u速度 k电导率x反应进度 l波长P渗透压，表面压力 L m摩尔电导率r电阻率，密度，体积质量m化学势，折合质量t弛豫时间，时间间隔 3. 其它符号和上下标(正体) g 气态(gas) e 外部(external)，环境,亦有用amb物理化学实验报告 G溶液表面吸附的测量
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