A
和 nB 可以计算出来。等
式可以完全以单一组分的变化来表示，因此是组分的真实吸附量。
16
四、影响非电解质溶液吸附的因素
影
比表面积
响 非
① 吸附剂的性质 孔结构
电
吸附剂的极性
解
质
溶
溶解度
液
② 吸附质的性质
吸
使ΔGγ降低的程度
附
的
③温 度
因
素
④ pH 值
17
五、固体自电解质溶液中吸附
1、离子交换吸附
n
A
NB
nB
NA
nA0 NB nB0 N A nA0 1 N A
n0 nA0 NA nA0 n0NA
考虑到吸附前： 代入上式可得：
nA0 n0
N
0 A
n0
N
0 A
NA
m
nA NB nB N A
§4.1 固液界面吸1附1
三、固体自浓溶液中吸附
若用NA 表示吸附前后液相中A组分的摩尔分数变化，即：
18
五、固体自电解质溶液中吸附
由硅酸钠和铝酸钠形成的 泡沸石中Na+可被其他离 子Ca2+、Mg2+等交换。
19
五、固体自电解质溶液中吸附
去离子水制备原理
离子柱层析原理（天然产物分离）
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五、固体自电解质溶液中吸附
2、选择性吸附
电解质不是整体被吸附，而是电离以后的某种离子被强烈吸附， 而另一种电性相反的离子形成扩散层，称为选择性吸附。
电渗广泛应用于化工、轻工 、冶金、造纸、海水淡化、 环境保护等领域。
电渗脱水：污泥含有大量粒径较小的有机颗粒，孔隙小，水力渗透系 数低。目前常用的机械脱水方法难以从其孔隙中脱除毛细及吸附水。
36
三、电动现象
（3）沉降电势
在重力的作用下，固体粒子或液 滴在分散介质中沉降使流体的表 面层与底层之间产生的电势差。
固体自稀溶液中的吸附等温线与Langmuir吸附等温线相似。
Г
bc
V Vmax
1 bc
V Vmap
V＝Vm
1 ap
c
炭黑从乙烷溶液中吸附苯的等温线
V＝Vmap
Langmuir吸附等温线
p
① 方程的形式与Langmuir吸附等温式一样，只是用浓度代替了压力； ② b值增大吸附量也增大，b值的大小表征了吸附的强弱； ③ 吸附量Γ随c值的增大而增大，但当浓度很大时，Γ接近于极限值Γ∞，Γ∞表征
nA AA nB AB A
根据埃尔东假设①：若吸附剂分别浸入每种纯液体的饱和吸附 量，此时吸附剂表面铺满单分子层的A或者B：
物质A：物质的量为 nA 0；物质B：物质的量为 nB 0
根据埃尔东假设②：可将吸附剂分别放在纯A或者纯B的饱和蒸
气中测得：
AA
A nA
0
AB
A nB
平板电容器模型
扩散双电层模型
Stern双电层模型
二、双电层理论
1、平板电容器模型
理论要点：液相中的电荷由于受 到固体表面电荷符号相反的离子 的吸引，紧挨着固体表面排成规 整的反电荷层，就好像一个平板 的电容器一样。
二者的距离为δ，双层内电势φ 随距离固体表面距离x的增大而线 性减小。
Hemholtz平板电容器模型（1879）
33
34
三、电动现象
双电层中带电表面和溶液中反离 子之间沿着界面作相对运动的现 象称为界面电动现象。
电动现象分类
根据作用力的不同，可以把电动现象分 为4种：
（1）电泳
在外加电场作用下，带 电的分散相粒子在分散 介质中向相反符号电极 移动的现象。
35
三、电动现象
（2）电渗
在电场作用下液体相对于 和它接触的固定的固体相 作相对运动的现象。
液体表面质点与体相质点受力
固液界面吸附的本质是固液界面能有自动
减少的趋势。其根源是固体表面分子对液
体分子的作用力大于液体分子间的作用力
固体表面质点与体相质点受力 ，液体分子在此力的作用下，将向固液界
面富集，同时降低固液界面能。
4
一、固液界面吸附概述
2、固液界面吸附的特点
① 相互作用力较复杂。液相分子结构复杂；固液界面吸附是 溶质、溶剂与固体表面三者分子之间的相互作用。
当固体吸附剂表面已饱和吸附某种离子后，若再加入另一种电解 质，则原来被吸附的离子与溶液中的同号离子发生等量交换，称 为离子交换吸附。
AR B BR A
根据交换离子的性质可以分
离
为阳离子型和阴离子型。
子
交
阳离子的活性基团一般是：
换
—COOH、—SO3H、—OH
树 脂
阴离子基团一般是：
—NH3OH、=NH２OH、—RNH２
24
一、界面电现象
形形色色的带电现象
25
一、界面电现象
界面电现象：当两种不同的相接触时，由于两个体相之间的结构 与性质的差异，往往会导致在相界面两侧出现电量相等而符号相 反的电荷的现象。
界面电现象的来源
按照带电形成的机理不同，界面电现象的来源主要有以下四种：
（1）固体电离
固体表面分子在液相分子的 作用下产生电离，使一种离 子进入液相。
不足之处：只考虑了静电吸引而没有考虑质点的热运动因素。 30
二、双电层理论
2、扩散双电层模型
理论要点：溶液中的反离子因为热 运动应呈扩散状态分布在溶液中。
距表面一定距离x处的电势φ与表
面电势φ0的关系遵守Boltzmann定 律：
0 kx
式中κ的倒数具有双电层厚度的含义。
Gouy、Chapman扩散双电层模型（1910）
能求出
或 n
A
。 nB
埃尔东（Elton）提出两点假设：
① 固液界面吸附是单分子层吸附；
② 吸附剂从纯物质的溶液中吸附与从纯物质的饱和蒸气中吸 附的吸附量相等。
14
三、固体自浓溶液中吸附
设A为1克吸附剂的面积，AA、AB分别为A和B组分被这1克吸附 剂所吸附时1mol的吸附质所占据的面积，于是有：
0
代入上式可得： 15
三、固体自浓溶液中吸附
n
A
nB
1
nA 0
nB 0
联立： 可得：
n0N A m
nA NB
nB N A
NB 1 NA
n0N A
m
nA
n
A
1
nA nA
0
nB
0
N
A
分别作图就可以得到各自吸附等温线。
nA
0 、nB
0
、NA、NB可以测量出来，n
mnA
mnB
10
三、固体自浓溶液中吸附
可以得到：
nA0
nA
mn
A
nB 0 nB mnB
代入： nA N A
nB NB
可得：
mnB N A nB 0 N A nA N B
同理可得：
mn
A
N
B
nA0NB
nB N A
nA
NA
nB
NB
mnA mnB
上述两式联立（相减）可得：
m
储 油 罐 中 的 沉 降 电 势
贮油罐中的油中常含有水滴，由于油的电导率很小，水滴的沉
降常形成很高的沉降电势，甚至达到危险的程度。
37
三、电动现象
（4）流动电势 在外加压力下，迫使液体 流经相对静止的固体表面 而产生的电势。
泵送系统中的流动电势
9
三、固体自浓溶液中吸附
1、混合等温线
设溶液由A和B两种相互混溶的液体组成。其组成可从纯的A变为纯的B， 即任何一种组分的组成变化范围均为0→1。
吸附前：
nA0
N A0
物质A：物质的量为 nA0，摩尔分数为
N
0 A
物质B：物质的量为 nB0，摩尔分数为 N B0 物质A+B：物质的量为 n0 nA0 nB 0
Zn2+
Zn
Zn2+
Zn2+
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一、界面电现象
（2）固体吸附
固体表面能吸附液体中的 某种离子，使液相带有与 被吸附离子相反的电荷。
++ +- -
+- +
-
+- - -
（3）离子取代
高
岭
晶体中的离子被其它不同 电荷的离子所取代。
石 结 构
AR B BR A
27
一、界面电现象
（4）接触摩擦 两相接触时就会使电子从亲和力小 的一相流入到亲和力大的一相。
采用这种方法做出来的等温线被称作混合等温线。
吸附后增加的质量不能直接称量出来。不能求出n
A
或n
B
， 即不能
知道到底吸附了多少A或B。
§4.1 固液界面吸1附3
三、固体自浓溶液中吸附
2、各自等温线
n0N A m
nA
NB
nB
NA
n
A
1 NA
nB N A nA nA nB
NA
吸附后增加的质量不能直接称量出来。因此，由混合等温式不
nB0
NB0
n0 nA0 nB0
吸附平衡时：设1克吸附剂吸附的物质A的量为 nA ；物质B的量为 nB 吸附剂为m克，则：
液相中： 物质A：物质的量为 nA ，摩尔分数为 N A
nA
NA
物质B：物质的量为 nB ，摩尔分数为 NB
nB
NB
吸附相中：物质A：物质的量为 mnA 物质B：物质的量为 mnB
N A
N
0 A