第二节 化学反应等温方程式和平衡常数,一、理想气体反应 1 atm 压力单位 atm101325Pa压力单位Pa,当反应处于平衡状态 平衡时的压力商:令:,等式两边在数值上相等,表示不同的物理意义:标准状态下(101.325kPa ,T)时反应物与产物的自由焓之差; :表示某温度下的平衡压力商,不一
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1、第二节 化学反应等温方程式和平衡常数,一、理想气体反应 1 atm 压力单位 atm101325Pa压力单位Pa,当反应处于平衡状态 平衡时的压力商:令:,等式两边在数值上相等,表示不同的物理意义:标准状态下(101.325kPa ,T)时反应物与产物的自由焓之差; :表示某温度下的平衡压力商,不一定处在标准状态。该方程的意义在于理想气体化学反应的平常数 与标准态的 联系在一起了,从而使很容易得到。,由此可得到化学反应的判据在该条件下反应不能按原方向进行。(自发) (平衡),Kp与T和化学反应方程式的写法有关:(a)(b),例:反应1000 K的Kp=1.4。
2、溶液看起来非常均匀,实际上并非如此。无论用什么方法使溶液混匀,但表面上一薄层的浓度总是与内部不同。 通常把物质在表面上富集的现象称为吸附(adsorption)。溶液表面的吸附作用导致表面浓度与内部(即体相)浓度的差别,这种差别则称为表面过剩(surface excess)。 由于极薄的表面与本体难以分割,所以表面过剩难以测定(界面相一般只有几个分子的厚度)。 简易的实验方法,证明表面过剩的存在: 向含有某种溶质的溶液中加入表面活性剂,通人大量空气使其发生泡沫,然后分析泡沫中溶质的浓度。结果发现,泡沫的浓度大大高于原溶液的浓度 这一。
3、origin 自定义函数,参考书籍,自定义拟合函数,实际操作(Freundlich吸附等温线),1. 画点图,自定义函数(编写函数),先编译函数,编译成功了才能拟合,原始函数,而不是变形了的函数,双击图中虚线,填入参数估值,搞定,。
4、2019/7/28,1,1.3.4 Gibbs表面吸附方程,杯中水和表面水受力不一产生表面张力 加入茶叶后表面张力是否变化? 如何变化?实验发现: 液态金属中溶解溶质,会改变液态金属的表面张力和熔体/晶体的界面张力。有些溶解溶质会使表面张力增大,有些溶解溶质会使表面张力减小。,2019/7/28,2,按照常规的理解,当在A溶剂中加入溶质B后,溶质B在溶剂A中各部分的浓度应该均等。但试验表明,在多数情况下,溶液表层的溶质浓度并不等于溶液内部的浓度,有下列三种情况:(1) CB表面CB内部 正吸附现象;(2) CB表面CB内部 负吸附现象;(3) CB表面=CB内部 无吸。
5、第五章 化学平衡,http:/www.shuiqiangushi.cn/,所以,某指定状态的反应物变为某指定状态的产物,这一个 具体化学反应能否进行,还是已经达到了平衡,可用 来判断。,rGm 为一定的温度与压力下,在某一化学进度时的该反应的摩尔反应吉布斯函数。由此也可得化学亲和势为:,若化学反应写作:,取a (= vA) mol 的反应物 A 与 b (= vB ) mol 的反应物 B,在一定的温度与压力下反应。在初始时刻, = 0 mol 时,系 统内只有反应物;当 = 1 mol 时,系统内只有产物; 当 时,系统内反应物与产物共存。,若在反应过程中,系统的各个相的组成(各物质的浓。
6、第二讲 吸附等温线的类型及其理论分析,内容提要 一. 吸附等温线类型及其形貌特征 二. 吸附的基本理论 1.单分子层吸附理论Langmuir方程(型等温线) 2.多分子层吸附理论BET方程(型和型等温线 ) 3.毛细孔凝聚理论Kelvin方程(和型等温线 ) 4.微孔填充理论DR方程(型等温线) 5. 类等温线 三.结论,一.单分子层吸附理论Langmuir方程(Langmuir,1916) 1.基本观点: 固体表面存在没有饱和的原子力场,当气体与之接触时就会被吸附在固体表面,一旦表面上覆盖满一层气体分子,这种力场就得到了饱和,吸附就不再发生,因此,吸附是单分子层的。,5,La。
7、第三章 吸附等温线,n=f(T,p,E) n=f(T,p) 温度一定,氧气在活性炭上吸附等温线,3.1 吸附等温线的类型,等温线的形状反应了固体表面性质、孔结构和气固分子之间的作用力的特性。,型等温线,化学吸附,单分子层,极限吸附量微孔吸附剂,孔填充超临界吸附,型和型等温线,无孔固体,开放表面,表面覆盖机理,和型等温线,中孔凝聚,类等温线,均匀表面,每一台阶相当于吸满一层分子,3.2 吸附的经典理论,Henry方程 Freundlich 方程 单分子层吸附理论Langmuir方程 多分子层吸附理论BET方程 毛细孔凝聚理论Kelvin方程 微孔填充理论DR方程,3.2.1 Henry方。
8、第三章 吸附等温线,n=f(T,p,E) n=f(T,p) 温度一定,氧气在活性炭上吸附等温线,3.1 吸附等温线的类型,等温线的形状反应了固体表面性质、孔结构和气固分子之间的作用力的特性。,型等温线,化学吸附,单分子层,极限吸附量微孔吸附剂,孔填充超临界吸附,型和型等温线,无孔固体,开放表面,表面覆盖机理,和型等温线,中孔凝聚,类等温线,均匀表面,每一台阶相当于吸满一层分子,3.2 吸附的经典理论,Henry方程 Freundlich 方程 单分子层吸附理论Langmuir方程 多分子层吸附理论BET方程 毛细孔凝聚理论Kelvin方程 微孔填充理论DR方程,3.2.1 Henry方。
9、2019/6/25,吸附过程及应用,1,第一章 吸附及吸附过程,(1) 吸附等温线 (2) 吸附等压线 (3) 吸附等量线 (4) 吸附等温方程 (5) 吸附热,1.2 吸附热力学,2019/6/25,吸附过程及应用,2,(2) 吸附等压线,在吸附压力恒定时,吸附量随吸附温度的变化而变化,可得到吸附等压线(adsorption isobar) 。,2019/6/25,吸附过程及应用,3,q,(2) 吸附等压线,物理吸附等压线,物理吸附的等压线,2019/6/25,吸附过程及应用,4,(2) 吸附等压线,水在A型硅胶上吸附等压线,水在某自制吸附剂上吸附等压线,2019/6/25,吸附过程及应用,5,(2) 吸附等压线,由图可见,无论是物理。
10、等温吸附与吸附动力学,2014.5.20,什么是吸附等温曲线,吸附等温曲线是指在一定温度下溶质分子在两相界面上进行的吸附过程达到平衡时它们在两相中浓度之间的关系曲线。在一定温度下, 分离物质在液相和固相中的浓度关系可用吸附方程式来表示。作为吸附现象方面的特性有吸附量、吸附强度、吸附状态等, 而宏观地总括这些特性的是吸附等温线,Langmuir型分子吸附模型,Langmuir吸附模型是应用最为广泛的分子吸附模型。 Langmuir分子吸附模型是根据分子间力随距离的增加而迅速下降的事实,提出气体分子只有碰撞固体表面与固体分子接触时才有可能被吸。
11、吴华东 2015. 5,2-吸附脱附等温线及吸附理论,吸附剂制备与应用之,自我介绍,吴华东 湖北.荆州.松滋 2004-2008 武汉工程大学 本科 2009-2014 中国石油大学 硕、博 2014.10 武汉工程大学 工作电话:15827266593 邮箱:wuhuadongwit.edu.cn,一. 吸附等温线类型及其形貌特征基本概念(吸附平衡、吸附等压线、等量线、等温线)IVI吸附等温线 二. 吸附的基本理论 1.单分子层吸附理论Langmuir方程(型等温线) 2.多分子层吸附理论BET方程(型和型等温线 ) 3.毛细孔凝聚理论Kelvin方程(和型等温线 ),内容提要,吸附脱附等温线及吸附理论,一. 吸附等温。
12、2019/6/25,1,12.5.2 等温吸附 1. 吸附量(adsorption quantity) 定义 吸附达平衡后,单位质量吸附剂吸附的吸附质的物质的量,或吸附的气体吸附质的体积(换成273.15K、101.325kPa标准状况体积) 如吸附剂质量为m,吸附达平衡被吸附气体物质的量为x,或标准状况下体积为V,则有 =xm 或 =Vm 影响因素 相同吸附剂和吸附质,与温度及平衡压力有关 f(T、p) 三个变量,常固定其中一个,测其它两个变量关系,恒温反映吸附量与平衡压力之间关系的曲线,称吸附等温线,2019/6/25,2,2. 吸附等温线 (1)吸附等温线的类型 五种类型/p/p(I) (II) (III。
13、吸附等温线,当吸附与脱附速度相等时,催化剂表面上吸附的气体量维持不变,这种状态即为吸附平衡。 吸附平衡与压力、温度、吸附剂的性质等因素有关。一般地,物理吸附达到平衡时很快,而化学吸附则很慢。 对于给定的物系,在温度恒定和达到平衡的条件下,吸附质与压力的关系称为吸附等温式或称吸附平衡式,绘制的曲线称为吸附等温线。,吸附等温线的用途,吸附等温线的测定和吸附等温式的建立,以定量的形式提供了气体的吸附量和吸附强度,为多相催化反应动力学的表达式提供了基础,也为固体表面积的测定提供了有效的方法。,物理吸附的等温线。
14、2019/10/8,1,12.5.2 等温吸附 1. 吸附量(adsorption quantity) 定义 吸附达平衡后,单位质量吸附剂吸附的吸附质的物质的量,或吸附的气体吸附质的体积(换成273.15K、101.325kPa标准状况体积) 如吸附剂质量为m,吸附达平衡被吸附气体物质的量为x,或标准状况下体积为V,则有 =xm 或 =Vm 影响因素 相同吸附剂和吸附质,与温度及平衡压力有关 f(T、p) 三个变量,常固定其中一个,测其它两个变量关系,恒温反映吸附量与平衡压力之间关系的曲线,称吸附等温线,伶政徽凰交斡然戳汕居每奎发薯邪兽韦酶舜费别呐券造爷谭孔搏军虾游砂等温吸附Langmu。
15、2019/10/31,1,12.5.2 等温吸附 1. 吸附量(adsorption quantity) 定义 吸附达平衡后,单位质量吸附剂吸附的吸附质的物质的量,或吸附的气体吸附质的体积(换成273.15K、101.325kPa标准状况体积) 如吸附剂质量为m,吸附达平衡被吸附气体物质的量为x,或标准状况下体积为V,则有 =xm 或 =Vm 影响因素 相同吸附剂和吸附质,与温度及平衡压力有关 f(T、p) 三个变量,常固定其中一个,测其它两个变量关系,恒温反映吸附量与平衡压力之间关系的曲线,称吸附等温线,2019/10/31,2,2. 吸附等温线 (1)吸附等温线的类型 五种类型/p/p(I) (II) (I。
16、10/7/2019,吸附过程及应用,1,第一章 吸附及吸附过程,(1) 吸附等温线 (2) 吸附等压线 (3) 吸附等量线 (4) 吸附等温方程 (5) 吸附热,1.2 吸附热力学,仙镜左膳脓痪幼兹以肩守臻荔浸谎蛾爹竹砷孤掖翘领缨宛畴蜘渤秘犀寝长吸附热力学-吸附等温线吸附热力学-吸附等温线,10/7/2019,吸附过程及应用,2,(2) 吸附等压线,在吸附压力恒定时,吸附量随吸附温度的变化而变化,可得到吸附等压线(adsorption isobar) 。,建盾熟钵瑞很回介敷嫂漫妊篮靖佣陨莆漓昧导踩渠晓造完联冗壤罗改领放吸附热力学-吸附等温线吸附热力学-吸附等温线,10/7/2019,吸附过程及。
17、吸附等温式,气体在固体表面上的吸附,12721878 肖可心,表面化学与胶体化学 课程汇报,吸附等温线类型,Langmuir 吸附等温式,Freundlich 吸附等温式,BET 吸附等温式,- 目 录 -,吸附等温线类型,对于一定的吸附剂与吸附质的系统,达到吸附平衡时,吸附量是温度和吸附质压力的函数,即:,(1)T =常数,q = f (p),称为吸附等温式,(2)p =常数,q = f (T),称为吸附等压式,(3)q =常数,p = f (T),称为吸附等量式,吸附量与温度、压力的关系,吸附等温线类型,类型 I,单分子层吸附、L型p远低于ps时,固体表 面就几乎被完全覆盖,达到饱和,举例 78K时N2。
18、多孔材料的分析技术 氮气吸附法,主要内容,4.微孔结构分析,2.吸附理论,1.吸附现象,3.中孔结构分析,1.吸附现象,当气体或蒸汽与干净的固体接触时,一部分气体被固体捕获,若气体体积恒定,则压力下降,若压力恒定,则气体体积减小。从气相中消失的气体分子或进入固体内部,或附着于固体表面。前者被称为吸收(absorption),后者被称为吸附(adsorption) 多孔固体因毛细凝结(capillary condensation)而引起的吸着作用也称为吸附作用,1.吸附现象,物理吸附:是由范得华力引起的气体分子在固体表面及孔隙中的冷凝过程。 可发生单层吸附,多层。
19、第八讲 吸附,3. BET吸附等温式多分子层吸附理论,这个理论是由Brunauer. Emmett和Teller在1938年将langmuire单分子层吸附理论加以发展而建立起来的,而且迄今仍是规模最大,影响最深、应用最广(特别是在固体比表面的测定上)的一个吸附理论,虽然它在定量的方面并不很成功,但却能半定量或至少定性地描述物理吸附的五类等温线,使我们对物理吸附图像有了一个初步的正确认识。,四、吸附等温方程式,四、吸附等温方程式,BET理论认为,固体对气体的物理吸附是Vander waals 引力造成的后果。因为分子之间也有Vander wanls力,所以 分子撞在已被。
20、第一章 表面吸附与表面反应,化学与化工学院 Dr Pan,主要内容,1、吸附现象 2、吸附过程的描述 3、描述化学吸附强度的指标吸附热 4、吸附质粒子在吸附剂表面上的状态 5、等温吸附方程 6、催化剂上的吸附物聚集方式与反应机理 7、热脱附和固体表面性质,Page 2,5、等温吸附方程 5.1等温吸附线的类型 5.2吸附等温方程,Page 3,Page 4,Page 5,5.1 等温吸附线的类型,Page 6,Page 7,Page 8,Page 9,Page 10,Page 11,Adsorption Isotherm (IUPAC Classification),* Do, D. D., Adsorption Analysis: Equilibria and Kinetics, Imperial College Press。