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吸附作用

吸附作用是指各种气体、蒸气以及溶液里的溶质被吸着在固体或液体物质表面上的作用。具有吸附性的物质叫做吸附剂,被吸附的物质叫吸附质。吸附作用可分为物理吸附化学吸附。吸附作用实际是吸附剂对吸附质质点的吸引作用。吸附剂所以具有吸附性质,是因为分布在表面的质点同内部的质点所处的情况不同。内部的质点同周围各个方面的相邻的质点都有联系,因而它们之间的一切作用力都互相平衡,而表面上的质点,表面以上的作用力没有达到平衡而保留有自由的力场,借这种力场,物质的表面层就能够把同它接触的液体或气体的质点吸住。 [1]

物理吸附是以分子间作用力相吸引的,吸附热少。如活性 炭对许多气体的吸附属于这一类,被 吸附的气体很容易解脱出来,而不发生性质上的变化。所以物理吸附是可逆过程

化学吸附则以类似于化学键的力相互吸引,其吸附热较大。例如,许多催化剂对气体的吸附如镍对H2吸附属于这一类。被吸附的气体往往需要在很高的温度下才能解脱,而且在性状上有变化。所以化学吸附大都是不可逆过程。同一物质,可能在低温下进行物理吸附而在高温下为化学吸附,或者两者同时时行。(化学吸附样例图如下)

常见的吸附剂有活性炭,硅胶,活性氧化铝,硅藻土等。电解质溶液中生成的许多沉淀,如氢氧化铝氢氧化铁氯化银等也具有吸附能力,它们能吸附电解质溶液中的许多离子。

吸附性能的大小随吸附剂的性质,吸附剂的比表面积的大小,吸附质的性质和浓度的大小,及温度的高低等而定,由于吸附发生在物体的表面上,所以吸附剂比表面积愈大,吸附的能力愈强。活性炭吸附属于物理吸附其巨大的表面积和复杂的孔隙结构使比表面积变大,所以吸附能力很强。一定的吸附剂,在吸附质的浓度和压强一定时,温度越高,吸附能力越弱,所以低温对吸附作用有利,当温度一定时,吸附质的浓度压强越大,吸附能力越强。

在生产和科学研究上,常利用吸附和解吸作用来干燥某种气体或分离,提纯物质。吸附作用可以使反应物在吸附剂表面浓集,因而提高化学反应速度。同时由于吸附作用,反应物分子内部的化学键被减弱,从而降低了反应的活化能,使化学反应速度加快。因此吸附剂在某些化学反应中可作催化剂。

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