第五章_固体表面吸附(固-气界面吸附)
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1.这种吸附包括对电解质吸附和非电解质吸附:对电解质吸附将使固体表面带电或电双层中组分发生变化,也可能是溶液中的某些离子被吸附到固体表面,而固体表面的离子则进入溶液之中,产生离子交换作用。
对非电解质吸附,一般表现为单分子层吸附,吸附层以外就是本体相溶液。
2.溶液有溶质和溶剂,都可能被固体吸附,但被吸附的程度不同。
正吸附:吸附层内溶质的浓度比本体相大。
负吸附:吸附层内溶质的浓度比本体相小。
显然,溶质被正吸附时,溶剂必被负吸附,反之亦然。
在稀溶液中,可以将溶剂的吸附影响忽略不计,可以简单的如气体吸附一样处理溶质的吸附,但在浓度较大时,则必须同时考虑二者的吸附.3.固体表面的粗糙度及污染程度对吸附有很大的影响,液体表面张力的影响也很重要。
图2-4给出了表面张力和接触角的关系(点击放大),图中:θ为接触角,图2-4 表面张力与接触角的关系当θ<90o时,为润湿。
θ越小,润湿性越大,液体在表面的展开能力越强。
当θ=0o时,为完全润湿。
液体在表面完全铺展开来当θ>90o时,为不润湿。
θ越大,润湿性越小,液体越不易铺展开,易收缩为球状。
当θ=180o时,完全不润湿,为球状。
θ角的大小。
与界面张力有关:γs=γL cosθ+γsL 其中:γs为固体表面张力;γL为液体表面张力;γsL为固体和液体界面张力。
该方程叫做Yong方程式。
它表明接触角的大小与三相界面之间的定量关系。
因此,凡是能引起任一界面张力变化的因素都能影响固体表面的润湿性。
从上式可以看到:当γs>γsL时,则cosθ>0为正值,θ<90°,此时为润湿;而且γs与γsL相差越大,θ角越小,润湿性越好。
当γs<γsL时,则cosθ<0为负值,θ>90°,此时不润湿;而且γs越大和γsL越小时,θ角越大,不润湿程度越严重。
应当指出的是,上面的平衡式仅适用于固、液、气三相的稳定接触的情况。