固体在液相中吸附热力学参数计算介绍

doi:10.3866/PKU.DXHX202003032

大学化学 >> 2021, Vol. 36 >> Issue (2): 2003032.doi: 10.3866/PKU.DXHX202003032

固体在液相中吸附热力学参数计算介绍

王伟涛(), 陈香李, 杨百勤

陕西科技大学化学与化工学院, 西安 710021

收稿日期:2020-03-10 录用日期:2020-03-30 发布日期:2020-04-14
通讯作者: 王伟涛 E-mail:wangweitao@sust.edu.cn
作者简介:王伟涛, Email: wangweitao@sust.edu.cn
基金资助:
陕西科技大学教学改革研究项目(19Y069)

Calculation of Adsorption Thermodynamics Parameters for Adsorption on the Solid-Liquid Interface

Weitao Wang(), Xiangli Chen, Baiqin Yang

College of Chemistry and Chemical Engineering, Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an 710021, China

Received:2020-03-10 Accepted:2020-03-30 Published:2020-04-14
Contact: Weitao Wang E-mail:wangweitao@sust.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

固体在液相中的吸附对实际生产和生活都具有重要的意义。研究吸附过程时，通常需要研究吸附热力学，吸附热力学则需要通过吸附热力学参数来分析，即吸附吉布斯自由能变（ΔG）、吸附焓变（ΔH）、吸附熵变（ΔS）。本文从吸附平衡的化学势出发，介绍了不同方法计算吸附热力学参数的推导过程，举例介绍吸附热力学参数的计算和应用。

关键词: 吸附, 热力学, 热力学参数

Abstract:

The adsorption on the solid-liquid interface is important for industry and daily life. To investigate the adsorption process, the adsorption thermodynamics usually are essential. The adsorption thermodynamics are analyzed with the parameters of the change of Gibbs free energy (ΔG), enthalpy (ΔH), and entropy (ΔS). In this presentation, the different methods for calculation of the adsorption thermodynamics parameters are introduced. Moreover, examples for calculations and applications of the adsorption thermodynamics are presented.

Key words: Adsorption, Thermodynamics, Thermodynamics parameter

王伟涛, 陈香李, 杨百勤. 固体在液相中吸附热力学参数计算介绍[J]. 大学化学, 2021, 36(2): 2003032.

Weitao Wang, Xiangli Chen, Baiqin Yang. Calculation of Adsorption Thermodynamics Parameters for Adsorption on the Solid-Liquid Interface[J]. University Chemistry, 2021, 36(2): 2003032.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202003032

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2021/V36/I2/2003032

图/表 5

图1

表1

表2

表3

表4

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模型名称	模型方程表达式
Langmuir方程	$ {q}_{\mathrm{e}}=\frac{{q}_{m}{K}_{\mathrm{L}}{c}_{\mathrm{e}}}{1+{K}_{\mathrm{L}}{c}_{\mathrm{e}}} $
Freundlich方程	$ {q}_{\mathrm{e}}={K}_{\mathrm{F}}{c}_{\mathrm{e}}^{1/n} $
Herry方程	$ {q}_{\mathrm{e}}={K}_{\mathrm{H}}{c}_{\mathrm{e}} $
Redlich-Peterson方程	$ {q}_{\mathrm{e}}=\frac{A{c}_{\mathrm{e}}}{1+B{c}_{\mathrm{e}}^{g}} $
Temkin方程	$ {q}_{\mathrm{e}}=A+B\mathrm{l}\mathrm{n}{c}_{\mathrm{e}} $
Kobe-Corrigan方程	$ {q}_{\mathrm{e}}=\frac{A{c}_{\mathrm{e}}^{n}}{1+B{c}_{\mathrm{e}}^{n}} $

ΔG/(kJ?mol^-1)	ΔH/(kJ?mol^-1)	ΔS/(kJ?mol^-1?K^-1)
-15.66 ± 4.84	31.53 ± 0.01	150.67 ± 15.50

吸附质	C₂H₅OH	C₃H₇OH	C₄H₉OH	C₅H₁₁OH	C₆H₁₃OH	C₈H₁₇OH
ΔG/(kJ?mol^-1)	-20.8	-19.3	-18.2	-17.4	-16.7	-15.5

吸附质	ΔG/(kJ?mol^-1)	ΔH/(kJ?mol^-1)	ΔS/(kJ?mol^-1?K^-1)
苯	-9.28	-9.03	-6.27
萘	-8.61	-15.7	-25.0
蒽	-8.44	17.5	-33.4
菲	-8.27	-16.0	-27.2

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