吸附作用
銅臭 / 2022-07-28
一、吸附作用
木炭、骨炭等的許多用途是由于它們有吸附氣體或溶解物質(zhì) 的性能。具有高吸附能力的炭稱為活性炭。制備活性炭的一種方法是將普通的木炭，最好是從椰子殼或核桃殼所制的木炭，在水蒸汽氣流中加高熱。這樣的處理不僅使原先附著在碳表面上的油質(zhì)除去，面且使炭的孔性增加，也就是使表面積增加。吸附作用是各種氣體、蒸氣以及溶解物質(zhì)被吸在固體或液體物質(zhì)表面上的作用。發(fā)生吸附作用的物質(zhì)稱為吸附劑。被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。因?yàn)槲阶饔眉热皇潜砻孀饔?，所以吸附劑的表面積愈大,吸附量也意大。一定重量物， 其體表面積的大小決定于其粒子的粗細(xì)或其孔隙的多寡。棱長一厘米的立方體如分裂為棱長1毫微米的立方粒子，面積就由6平方厘來增大為6000平方米。超等活性炭由于孔性充分發(fā)展，1克中的總面積可達(dá)1000平方米。故粉末狀和多孔性物質(zhì)常有很高的吸附能力。表14-5列出在15°C及常
表14-5 各種氣體在活性炭上的吸附量
| 吸附質(zhì) |
沸點(diǎn)，°C |
吸附量，厘米³/克 |
吸附質(zhì) |
沸點(diǎn)，°C |
吸附量，厘米³/克 |
| 二氧化硫 |
-10.1 |
380 |
二氧化碳 |
-78.5 |
47.6
|
| 氯 |
-34 |
235 |
甲烷 |
-161.5 |
16.2 |
| 氨 |
-33.4 |
181 |
氧 |
-183 |
8.2 |
| 硫化氫 |
-60.7 |
99 |
氫 |
-252.7 |
4.7 |
壓下1克活性炭所吸附的各種氣體的分量。由表內(nèi)數(shù)據(jù)可見，氣 體的潮點(diǎn)愈高的，愈易被吸附: 念低的，愈難被吸附。因?yàn)闅怏w的沸點(diǎn)愈高，表示它分子之周的引力大，意易液化，故愈容易被吸附。吸附作用實(shí)際是吸附劑質(zhì)點(diǎn)對吸附質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的吸引作用。吸附劑之所以有吸附作用是因?yàn)榉植荚谖镔|(zhì)表面上的質(zhì)點(diǎn)與物質(zhì)內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)所處的情況有所不同。物質(zhì)內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)與周圉各個方面的相鄰的質(zhì)點(diǎn)皆有著聯(lián)系，因而它們之間的一切作用力皆相互平衡，而在表面上的質(zhì)點(diǎn)只在朝向物質(zhì)內(nèi)部以及在表面的平面有著其他的質(zhì)點(diǎn)與之聯(lián)系并平衡相互之間的作用力，故表面之上的作用力未被飽和而保留有自由的力場。因此，由于這尚未飽和的力場，物質(zhì)表面層就能從與其相接觸的液相或氣相中將其他物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)吸住。在氣相中吸附質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)皆為分子。被吸附的分子與周圉介質(zhì)中的分子，同飽和蒸氣與液體一樣，也在動的平衡中。在平衡狀態(tài)時，吸附量既與吸附質(zhì)的濃度有關(guān)，也與溫度有關(guān)。吸附質(zhì)的濃度愈高， 被吸附的量愈大。一般地說， 溫度愈高，吸附量愈少。這是就一種吸附劑而言。不同吸附劑對某一吸附質(zhì)的吸附量常不相同。例如，氧為碳所吸附而不為氧化鎂所吸附。氬為鎢所吸附而不為氧化鋁所吸附。這是因?yàn)槲絼┍砻娴淖饔昧τ袃煞N:一般的凡得瓦爾力和特殊的化學(xué)力。碳在低溫時對氧的吸附是凡得瓦爾力的作用， 是很容易達(dá)到平衡的，稱為物理吸附。在較高溫度(0-150°)時，碳所吸附的氧就不易退出。要使氧完全退出，僅靠抽空不能做到，必須同時加熱到1000°以上，而且退出的不是氧而是CO和CO?。顯而易見，在較高溫度時，氧在碳上的吸附是化學(xué)作用力的發(fā)揮，這種吸附稱為化學(xué)吸附?；瘜W(xué)吸附所放出的熱量常與化學(xué)作用所放出的熱量相當(dāng)，比較物理吸附熱更高得多。化學(xué)反應(yīng)內(nèi)催化劑的吸附多屬化學(xué)吸附。
二、碳的化合物
碳的二價化合物很少，而且不穩(wěn)定。碳在它的幾乎所有的化合物內(nèi)皆顯四價。它僅有一種價態(tài)而能形成如此多的化合物的原因，首先,是由于碳既能與正性元素化合，也能與負(fù)性元素化合，而且也能同時與這兩種元素化合，其次是碳原子本身能相秸合而形成長鏈或碳環(huán)。這些化合物稱為有機(jī)化合物的碳化合物，它們的研究屬于有機(jī)化學(xué)。雖然金屬有機(jī)化合物是無機(jī)化學(xué)新興的研究范疇，但在本書里將只時腧碳的鹵化物，氧化物及共衍生物和碳化物等較簡單的化合物。
![1,8-二氮雜二環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯](images/201812/thumb_img/1103_thumb_G_1545291985569.jpg)
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