項(xiàng)目二：黏土膠體化學(xué)基礎(chǔ)課程名稱：泥漿材料檢測(cè)與應(yīng)用任務(wù)二：固體表面上的吸附吸附平衡和吸附量01知識(shí)點(diǎn)02知識(shí)點(diǎn)03知識(shí)點(diǎn)04知識(shí)點(diǎn)吸附的分類固體自溶液中的吸附吸附02項(xiàng)目二：黏土膠體化學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)固體表面上的吸附作用知識(shí)點(diǎn)1吸附知識(shí)點(diǎn)1：吸附一、定義

吸附作用是指在一定條件下，一種物質(zhì)的分子、原子或離子能自動(dòng)的附著在某固體表面的現(xiàn)象，也是一種重要的表面現(xiàn)象。如：用活性炭吸附硝基苯

用硅膠吸附氣體中的水蒸氣使之干燥知識(shí)點(diǎn)1：吸附二、吸附過程

固體表面層的質(zhì)點(diǎn)所處立場(chǎng)是不均勻的，同樣具有過剩的能量，吸附作用可以在一定程度上改變表面層質(zhì)點(diǎn)手里不均勻狀態(tài)，降低固體表面能。因此，吸附過程也是體系能量降低的過程。知識(shí)點(diǎn)1：吸附二、吸附劑和吸附質(zhì)吸附劑：具有吸附作用的物質(zhì)。

如：硅膠、分子篩、活性炭，吸附質(zhì)：被吸附的物質(zhì)。02項(xiàng)目二：黏土膠體化學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)固體表面上的吸附作用知識(shí)點(diǎn)2吸附平衡和吸附量知識(shí)點(diǎn)2：吸附平衡和吸附量一、吸附平衡

一切分子都處于不停的熱運(yùn)動(dòng)中，每個(gè)分子的熱運(yùn)動(dòng)隨周圍分子的碰撞二經(jīng)常改變，當(dāng)分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能足以克服吸附劑對(duì)它的吸引力時(shí)，它就可以離開固體表面而解吸，此過程稱為脫附。因此，吸附過程是可逆。

吸附開始，吸附速度大，隨著吸附的進(jìn)行，吸附質(zhì)在界面上與相內(nèi)部濃度差越來越大，脫附傾向越大。當(dāng)吸附速度與脫附速度相等時(shí)，達(dá)到吸附平衡，吸附平衡是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡。知識(shí)點(diǎn)2：吸附平衡和吸附量二、吸附量

一定條件下，吸附達(dá)平衡時(shí)，吸附劑所能吸附的吸附質(zhì)的量為吸附量。

吸附量通常用每克吸附劑所吸附的氣體的毫升數(shù)或者毫摩爾數(shù)或每克吸附劑所吸附物質(zhì)的毫克數(shù)來表示。02項(xiàng)目二：黏土膠體化學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)固體表面上的吸附作用知識(shí)點(diǎn)3吸附的分類知識(shí)點(diǎn)3：吸附的分類一、物理吸附1、定義

產(chǎn)生物理吸附的作用力是分子間吸引力，即范德華力(Vanderwaals)，又稱范德華吸附。2、特點(diǎn)

由于分子間的引力普遍存在于吸附劑和吸附質(zhì)之間，所以物理吸附一般沒有選擇性；可以形成多分子層吸附；分子間作用力較弱，容易發(fā)生解吸；物理吸附速度快，易于達(dá)到平衡狀態(tài)。知識(shí)點(diǎn)3：吸附的分類二、化學(xué)吸附1、定義

產(chǎn)生化學(xué)吸附的是化學(xué)鍵力。在發(fā)生化學(xué)吸附時(shí)，可以發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移、原子的重排、化學(xué)鍵的破壞與形成等。2、特點(diǎn)

化學(xué)吸附有明顯的選擇性，只能是單分子層吸附，吸附作用強(qiáng)而不易解吸附，化學(xué)吸附和解吸附的速度都比較慢，溫度升高可加快化學(xué)吸附速度。知識(shí)點(diǎn)3：吸附的分類三、二者關(guān)系

實(shí)際的吸附過程，二者是同時(shí)發(fā)生的，也可以相互轉(zhuǎn)化。對(duì)于某些體系，低溫時(shí)主要進(jìn)行物理吸附，高溫時(shí)主要進(jìn)行化學(xué)吸附；在適當(dāng)范圍內(nèi)，溫度升高，將由物理吸附逐漸過渡為化學(xué)吸附。知識(shí)點(diǎn)3：吸附的分類四、其他吸附類型1、靜電吸附

吸附還可以通過靜電引力與氫鍵發(fā)生。當(dāng)固體表面所帶電荷與物質(zhì)所帶電荷相反時(shí)，彼此之間存在靜電引力，可以通過靜電引力發(fā)生吸附。2、氫鍵吸附

當(dāng)固體表面有羥基或者氨基，它能夠與帶有羥基、胺基或者醚基的物質(zhì)通過氫鍵而發(fā)生吸附。02項(xiàng)目二：黏土膠體化學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)固體表面上的吸附作用知識(shí)點(diǎn)4固體自溶液中的吸附知識(shí)點(diǎn)4：固體自溶液中的吸附在固體和溶液形成的固液界面上，總是被溶劑與溶質(zhì)分子占滿，若界面上的溶質(zhì)濃度比溶液內(nèi)部大，就是正吸附；若界面上的溶質(zhì)濃度比溶液內(nèi)部小，就是負(fù)吸附。一、吸附類型知識(shí)點(diǎn)4：固體自溶液中的吸附1、固體自稀溶液中的吸附

稀溶液中溶劑分子所占比例大，被吸附的溶劑分子的量對(duì)吸附前后溶液濃度變化的影響小，而被吸附的溶質(zhì)分子對(duì)吸附前后溶液濃度變化影響很大。溶質(zhì)分子的吸附量與壓力或濃度的關(guān)系服從弗蘭德利希與朗格繆爾吸附等溫式。二、吸附情況知識(shí)點(diǎn)4：固體自溶液中的吸附2、固體自濃溶液中的吸附

固體自濃溶液中的吸附，對(duì)溶質(zhì)和溶劑的吸附要同時(shí)考慮。在一般濃度下，溶質(zhì)為正吸附，溶液為負(fù)吸附；當(dāng)濃度過高時(shí)，固體對(duì)溶劑的吸附量相對(duì)增大，使溶質(zhì)在溶液中的濃度反而比固液界面的濃度大，這時(shí)溶質(zhì)的吸附量為負(fù)值。二、吸附情況知識(shí)點(diǎn)4：固體自溶液中的吸附3、固體自混合溶液中的吸附

鉆井液含有多種組分，屬于混合體系。固體對(duì)混合體系中各種溶質(zhì)的吸附速度與其單獨(dú)存在時(shí)相同，吸附量比單獨(dú)存在時(shí)低，由該溶質(zhì)的濃度、被吸附能力的強(qiáng)弱決定。當(dāng)各種溶質(zhì)的濃度都不高時(shí)，不同溶質(zhì)的吸附量之比與其濃度之比大致相同。濃度較高時(shí)，各種溶質(zhì)被吸附的能力接近，濃度大的溶質(zhì)吸附量大。二、吸附情況項(xiàng)目二：黏土膠體化學(xué)基礎(chǔ)課程名稱：泥漿材料檢測(cè)與應(yīng)用任務(wù)二：固體表面上的吸附固體對(duì)水溶性高分子的吸附01知識(shí)點(diǎn)02知識(shí)點(diǎn)03知識(shí)點(diǎn)固體對(duì)表面活性劑的吸附固體對(duì)電解質(zhì)的吸附02項(xiàng)目二：黏土膠體化學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)固體表面上的吸附作用知識(shí)點(diǎn)1固體對(duì)電解質(zhì)的吸附知識(shí)點(diǎn)1：固體對(duì)電解質(zhì)的吸附一、離子的選擇性吸附1、定義當(dāng)溶質(zhì)為離子時(shí)，極性固體可以吸附這些離子，其吸附量大小遵循一般吸附規(guī)律還與離子本性及吸附劑性質(zhì)有關(guān)。當(dāng)吸附劑處于多種離子的混合溶液中時(shí)，表現(xiàn)出對(duì)某種離子或某類吸附的選擇性，即選擇性地較多的吸附某種或某類離子，對(duì)其他離子吸附較少或不吸附，這種情況稱為離子的選擇性吸附。知識(shí)點(diǎn)1：固體對(duì)電解質(zhì)的吸附如：硝酸銀和碘化鉀的反應(yīng)

當(dāng)溶液中碘化鉀略有過量時(shí)，沉淀反應(yīng)生成的碘化銀顆粒選擇性地吸附碘離子，從而使碘化鉀顆粒帶負(fù)電荷。當(dāng)硝酸銀過量時(shí)，碘化鉀顆粒選擇性地吸附銀離子，從而使碘化鉀顆粒帶正電荷。知識(shí)點(diǎn)1：固體對(duì)電解質(zhì)的吸附一、離子的選擇性吸附2、吸附規(guī)則

這種選擇性吸附，可以使固體顆粒帶電。被吸附的離子稱為定勢(shì)離子，與定勢(shì)離子帶相反電荷的離子則稱為反粒子。固體吸附劑選擇吸附與晶格相同或相似的離子或選擇吸附與其有相同化學(xué)元素的離子，這種規(guī)律稱為法揚(yáng)斯規(guī)則。知識(shí)點(diǎn)1：固體對(duì)電解質(zhì)的吸附二、離子交換吸附1、定義

帶電晶體顆粒，遵循電中性原則，將等量的吸附帶相反電荷的離子，被吸附的離子可以和溶液中同電荷的離子發(fā)生交換作用，這種作用稱為離子交換吸附知識(shí)點(diǎn)1：固體對(duì)電解質(zhì)的吸附二、離子交換吸附2、特點(diǎn)（1）同電性離子進(jìn)行交換，比如帶浮點(diǎn)的黏土顆粒表面吸附的鈉離子可以和溶液中的鈣離子進(jìn)行交換；

（2）離子交換是等電量交換，比如一個(gè)鈣離子和兩個(gè)鈉離子進(jìn)行交換；

（3）離子交換是可逆的。知識(shí)點(diǎn)1：固體對(duì)電解質(zhì)的吸附二、離子交換吸附3、吸附離子強(qiáng)弱

不考慮濃度影響，常見陽離子交換強(qiáng)弱順序如下：Li+<Na+<K+<NH4+<Mg2+<Ca2+<Ba2+<Al3+<Fe3+<H+知識(shí)點(diǎn)1：固體對(duì)電解質(zhì)的吸附二、離子交換吸附

氫離子和鉀離子比較特殊，氫離子以水合離子的形式存在，離子半徑大，水化半徑小，易于和黏土顆粒接近，與帶負(fù)電的黏土顆粒吸附能力特別強(qiáng)；鉀離子剛好嵌入黏土晶層上的氧六角環(huán)，易吸附在黏土顆粒上，且不容易交換下來，形成嵌入吸附。02項(xiàng)目二：黏土膠體化學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)固體表面上的吸附作用知識(shí)點(diǎn)2固體對(duì)水溶性高分子的吸附知識(shí)點(diǎn)2：固體對(duì)水溶性高分子的吸附固體對(duì)高分子物質(zhì)的吸附主要有如下特點(diǎn)：1、高分子物質(zhì)是相對(duì)分子質(zhì)量大小不同的化合物的混合物，其吸附特點(diǎn)和固體自混合溶液中的吸附特點(diǎn)相似。2、該分子物質(zhì)在固液界面上達(dá)到吸附平衡的過程很慢；知識(shí)點(diǎn)2：固體對(duì)水溶性高分子的吸附固體對(duì)高分子物質(zhì)的吸附主要有如下特點(diǎn)3、濃度低時(shí)，呈單分子層吸附，濃度升高后，可以發(fā)生多層吸附；4、吸附量隨溫度升高有時(shí)會(huì)增大；5、高分子物質(zhì)的吸附膜可以相當(dāng)厚。02項(xiàng)目二：黏土膠體化學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)固體表面上的吸附作用知識(shí)點(diǎn)3固體對(duì)表面活性劑的吸附知識(shí)點(diǎn)3：固體對(duì)表面活性劑的吸附

正吸附：達(dá)到吸附平衡時(shí)，若固體表面上表面活性劑的濃度比本體溶液中的濃度大，就是正吸附；

負(fù)吸附：達(dá)到吸附平衡時(shí)，若固體表面上表面活性劑的濃度比本體溶液中的濃度小，就是負(fù)吸附。一、分類知識(shí)點(diǎn)3：固體對(duì)表面活性劑的吸附

表面活性劑具有雙親結(jié)構(gòu)，它可以以極性基通過化學(xué)吸