什么是吸附作用?
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什么是吸附作用? 生物老師說:“玉米的胚死亡后,會(huì)被有色物質(zhì)染色,這并不是吸附作用,因?yàn)槭俏阶饔玫脑挘盟疀_,顏色是不會(huì)褪去的?!? 化學(xué)老師說:“活性碳有吸附作用,經(jīng)過處理,被吸附著的物質(zhì)可以被除去,那么活性碳就可以被重復(fù)使用了?!?.. 什么是吸附作用? 生物老師說:“玉米的胚死亡后,會(huì)被有色物質(zhì)染色,這并不是吸附作用,因?yàn)槭俏阶饔玫脑挘盟疀_,顏色是不會(huì)褪去的?!? 化學(xué)老師說:“活性碳有吸附作用,經(jīng)過處理,被吸附著的物質(zhì)可以被除去,那么活性碳就可以被重復(fù)使用了?!? 到底哪個(gè)是對的??? 展開
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- pqushlkyv58 2007-11-18 00:00:00
- 額。。。。。
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- 張氏續(xù)譜 2007-11-18 00:00:00
- http://baike.baidu.com/view/537166.html? 兩個(gè)都對
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- 1991圓圓G 2007-11-20 00:00:00
- 如果活著的玉米胚需要染料的話,它的細(xì)胞膜是不會(huì)讓染料出去的,這是細(xì)胞膜的選擇性通過,當(dāng)然不是吸附作用了。吸附作用僅僅用水沖是不能去除吸附的物質(zhì)的。高中提到的吸附作用是物理吸附,跟生物沒關(guān)系?;钚蕴嘉降臇|西是可以經(jīng)過特殊處理來去除的,兩者都對的
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- v9hcc8ycy8 2016-04-03 12:43:37
- 設(shè)生物和化學(xué)中的交叉說法,都有道理,都不能算誰錯(cuò)或水對。 吸附作用是指各種氣體、蒸氣以及溶液里的溶質(zhì)被吸著在固體或液體物質(zhì)表面上的作用。具有吸附性的物質(zhì)叫做吸附劑,被吸附的物質(zhì)叫吸附質(zhì)。吸附作用可分為物理吸附和化學(xué)吸附。 以下是關(guān)于吸附的專業(yè)解釋 http://www.sciencetimes.com.cn/blog/Small.htm 上可查到的 吸附作用 (一)物理吸附和化學(xué)吸附 吸附是指物質(zhì)附著于固體或液體表面上或物質(zhì)在相界面上的濃度不同于本體濃度的一種平衡現(xiàn)象。吸附別種物質(zhì)的物質(zhì)稱為"吸附劑",被吸附的物質(zhì)稱為"吸附質(zhì)"。"吸附量"是以單位質(zhì)量吸附劑所能吸附的吸附質(zhì)的數(shù)量表示。 (10-103) 或 (10-104) 而吸附過程所釋放出來的熱,稱之為吸附熱 Qads,按慣例,放熱吸附,Qads為正值,反之為負(fù)值,故 (10-105) 對于一定的吸附劑和一定的吸附質(zhì)的體系,實(shí)驗(yàn)表明,達(dá)到平衡時(shí)的吸附量與溫度及氣體的壓力有關(guān),即吸附方程式可表示為: (10-106) 在恒壓下,P=常數(shù),則 q=f(T),稱為"吸附等壓式"。 在恒吸附量下,q=常數(shù),則 P=f(T),稱為"吸附等量式"。 在恒溫下,T=常數(shù),則 q=f(P),稱為"吸附等溫式"。依上述條件所作的實(shí)驗(yàn)曲線分別稱為"等壓線"、"等量線"和"等溫線"。"等壓線"主要用于研究溫度變化時(shí)吸附類型轉(zhuǎn)變的過程;"等量線"可用以測定等量吸附熱,即 (10-107) 而"等溫線"常用以解釋一些有關(guān)現(xiàn)象及測定比表面等,常見的吸附等溫線類型如圖10-18所示。 圖10-18 吸附等溫線的模型 (a)單分子層;(b)和(c)多分子層; (d)和(e)多分子層并在孔隙中凝聚; (f)單分子層在均勻表面上的表面相變 吸附作用一般可分為物理吸附與化學(xué)吸附兩種類型。從本質(zhì)上說,在物理吸附中吸附質(zhì)與吸附劑表面之間的相互作用力屬范德華力,而化學(xué)吸附時(shí)則屬于化學(xué)鍵的價(jià)鍵力,在二者之間形成吸附鍵。內(nèi)在本質(zhì)之間的差異,使其宏觀表現(xiàn)亦有所不同,詳見表10-9所示。 表10-9 物理吸附與化學(xué)吸附之比較 項(xiàng)目 物理吸附 化學(xué)吸附 吸附力 范德華力 化學(xué)鍵力 吸附熱 較小,約幾 kJ·mol-1 近于凝聚熱(液化熱) 較大,約幾十-幾百 kJ·mol-1 近于反應(yīng)熱 選擇性 無選擇性(不定位) 有選擇性(定位) 吸附穩(wěn)定性 不穩(wěn)定,易解吸 較穩(wěn)定,不易解吸 分子層數(shù) 單分子層或多分子層 單分子層 吸附速率 不需要活化能,較快,不受溫度影響 一般需要活化能,較慢,升高溫度加快 可逆性 可逆性吸附 可逆或不可逆(例如活性炭吸附 O2,解吸附時(shí)、卻放出 CO) 一般情況下,物理吸附與化學(xué)吸附可以同時(shí)發(fā)生,但因化學(xué)吸附需要較大活化能,只有在溫度較高時(shí)才能以可觀速率進(jìn)行,故通常在低溫時(shí)常以物理吸附為主,溫度升高逐步過渡至化學(xué)吸附。這種關(guān)系可自吸附等壓線上看出,典型曲線如圖10-19所示,其中(a)物理吸附為主;(b)化學(xué)吸附為主;(c)由物理吸附到化學(xué)吸附的過渡(非平衡關(guān)系)。 (二)吸附等溫式和吸附劑比表面的測定 為了解釋諸如圖10-18(a)類型吸附等溫線的規(guī)律,蘭格繆爾(Langmuir)從單層吸附的觀點(diǎn)導(dǎo)出如下的吸附等溫式: (10-108) 式中 Vm為單位吸附劑在形成單層吸附所必需的吸附質(zhì)體積。 V 為在平衡壓力 p 下單位吸附劑所吸附的吸附質(zhì)體積。θ 是在平衡壓力 p 下吸附達(dá)平衡時(shí)表面為吸附質(zhì)覆蓋的分?jǐn)?shù),稱為"覆蓋度",a 為吸附平衡常數(shù)。圖10-20表示 V 與 p 之間的變化關(guān)系。由圖可見,當(dāng) p→∞,ap》1,θ→1,V=Vm,吸附達(dá)飽和;當(dāng) p→0,1》ap,θ=ap,θ 與平衡壓力 p 成線性關(guān)系??梢钥闯鎏m格繆爾等溫式可以解釋圖10-18(a)類型吸附低壓及高壓時(shí)的規(guī)律。而中壓指數(shù)變化階段,則常用另一種類型吸附等溫式--弗倫德里希(Frandlich)等溫式描述: (10-109) 式中 q 為吸附量,k 及 n 均為經(jīng)驗(yàn)常數(shù),n 是大于 1 的值。此式適用于中壓。 將式(10-108)用下面兩種形式進(jìn)行線性化可確定 Vm值: (10-110) 或 (10-111) 因此,若分別以變量對作圖,可得一直線,由其斜率和截距可分別求出 Vm及 a 值。若已知每個(gè)分子的橫截面積,則樣品的比表面 ∑(單位吸附劑的有效表面)就可以用下式表示: (10-112) 式中 am是一個(gè)吸附質(zhì)分子的橫截面積,L 是阿佛加德羅常數(shù),m 是吸附劑的質(zhì)量,VSTP是氣體在 STP 狀況下的摩爾體積。 更為經(jīng)常使用的測定表面積的等溫式是 BET 等溫式: (10-113) 式中( p氣是被吸附液體在等溫式溫度時(shí)的飽和蒸氣壓),C 為常數(shù)。Z常見的 BET 等溫線形狀(C>2)示于圖10-18(b),它的不常見形狀(C≤2)示于圖10-18(c)。 若要測定已經(jīng)稱重過的某吸附劑樣品的表面積,標(biāo)準(zhǔn) BET 法的步驟如下: (1)測定在 0.05<x<0.35 范圍內(nèi)吸附物 N2(基準(zhǔn)物質(zhì))的吸附等溫線; (2)用Z小二乘法計(jì)算等溫線對 x 圖線上的線性區(qū)域的斜率和截距; (3)根據(jù)求得的斜率和截距計(jì)算 Vm; (4)用式(10-112)計(jì)算表面積,其中取 am(N2)=0.162 nm2。 (三)吸附速率與吸附平衡 在一定溫度下體系達(dá)吸附平衡,吸附速率與脫附速率應(yīng)相等,吸附量達(dá)到恒定。于是,可以在擬定模型后可以通過取吸附、脫附速率相等,求得達(dá)平衡時(shí)的吸附等溫式。下面以蘭格繆爾吸附模型為例說明之: 蘭格繆爾吸附模型基本假設(shè):(1)對于一定的吸附質(zhì),吸附劑表面含有一定數(shù)目的吸附部位;(2)每個(gè)吸附部位只能束縛一個(gè)吸附質(zhì)分子(即意味著是固定的單分子層);(3)所有部位上的相互作用能都相等(即吸附活化能為一常數(shù),與覆蓋度無關(guān));(4)不同部位的分子之間的側(cè)向相互作用都等于零。 假設(shè)與吸附劑表面接觸的理想氣體 A(壓力為 p),未占有部位(以表示)和含有已吸附的不發(fā)生離解的分子 A 的部位以表示)之間存在著下列平衡: 式中 ka和 kd分別為吸附和脫附速率常數(shù)。若設(shè) θ 表示表面被覆蓋的分?jǐn)?shù),(1-θ)為尚未被覆蓋部分所占的分?jǐn)?shù),則吸附速率 ra和脫附速率 rd分別為 當(dāng)達(dá)到吸附平衡時(shí),吸脫附速率相等,即 則 (10-114) 式中為吸附平衡常數(shù)。若壓力 p 時(shí)每單位催化劑吸附的氣體體積為 V(已換算為 STP 值),當(dāng)達(dá)到飽和吸附時(shí)為 Vm,則 代入式(10-114),可得: 則 (10-115) 式(10-115)即蘭格繆爾吸附等溫式。 若有 i 種物質(zhì)同時(shí)被同一固體表面吸附,則對于分壓為 pi的第 i 組分的氣體,不難證得其覆蓋度θi為: (10-116) 例如,若有 A、B 二種氣體物質(zhì)同時(shí)被吸附,則 (10-117) (10-118) 可見,增加 pA(或 pB),則θB(或θA)減小,這是因?yàn)?A 和 B 二組分同時(shí)競爭表面的同樣的活性ZX。 上面討論的是吸附時(shí)不發(fā)生離解的情況。如果一個(gè)吸附分子吸附時(shí)伴有離解,離解后粒子各占一個(gè)吸附位置,即: 在此種情況下,容易證明吸附等溫式為: (10-119) 低壓下,可簡化為: (10-120) 即覆蓋度 θ 與壓力 p 的平方根成正比,這一結(jié)論可以用來幫助判斷是否有離解吸附發(fā)生。 對于非理想的真實(shí)表面,其有關(guān)活化能 Ea與 Ed與覆蓋度 θ 可有各種依賴函數(shù)關(guān)系。通過類似的討論,可得相應(yīng)的速率方程和吸附等溫式?,F(xiàn)將上述討論結(jié)果列于表10-10,以資比較。 表10-10 化學(xué)吸附速率公式和吸附等溫式 Ea,Ed與θ的關(guān)系 ra與rd的表示式 吸附熱 吸附速率方程式 等溫式 附注 理 想 吸 附 Ea,Ed與θ無關(guān) ra=kap(1-θ) rd=kdθ q等于常數(shù) dθ/dt=kap(1-θ)-kaθ θ=ap/(1+ap) (蘭格繆爾等溫式) 理想、單分子層的,可用于物理吸附或化學(xué)吸附 真 實(shí) 吸 附 線性關(guān)系: Ea=E0a+βθ Ed=E0d-γθ ra=kape-βθ/RT rd=kdeγθ/Rt q=q0-aθ dθ/dt=kape-βθ/RT-keeγθ/Rt (葉洛維奇方程) θ=RT/αln(A0p) (喬姆金等溫式) 理論的,單分子層的化學(xué)吸附 對數(shù)關(guān)系 Ea=E0a+βlnθ Ed=E0d-γlnθ ra=kapθ-β/RT rd=kdθγ/RT q=q0-αlnθ dθ/dt=kapθ-β/RT-kdθγ/RT (管孝男方程) θ=k·p1/n (弗侖德里胥等溫式) 經(jīng)驗(yàn)的,但也有理論說明,化學(xué)吸附和物理吸附均適用
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