【例 2】了解固体物质的表面吸附性质

固体对气体的物理吸附源于固体表面原子或分子与气体分子间的作用力。吸附量与固体的比表面大小有关。比表面可根据固体对某种气体分子的单层饱和吸附量及分子的截面积来求算。常用的吸附气体是氮气，其分子的截面积为 0.162nm²。用氮气低温（-195℃）吸附法测定比表面计算公式是

Sg = 0.162×

Vm

V×W

N (nm² / g)

式中 Vm、V、N0 和 W 分别是单层饱和吸附量、气体摩尔体积、阿佛加德罗常数和固体质量（g）。

在工业生产和实验室工作中，常利用多孔物质对不同气体或液体的

选择性吸附，将它们分离和提纯。例如用 5A 分子筛使石油脱蜡，分离直链烷烃和侧链烷烃以及使气体和液体深度干燥和纯化。凡直径比固体的孔道小的分子都可进入孔窗，凡直径比孔道大的分子都被拒之门外，从而将不同大小的分子分开。

极性物质在水表面上的吸附是迄今研究得较多、应用较广的一类。水表面上单分子层吸附的性质与分子大小相关。吸附分子的截面积可以测定，也可以利用构型参数和范氏半径近似算出来。例如，长链有机酸CH3（CH2）16COOH，分子量为 284，密度为 0.85g/cm³，则其摩尔体积为330cm³，一个分子的体积为 0.55nm³。根据分子的构型参数及范氏半径， 求得分子的长度为 18×154×cos35°+200+140=2.61（nm），因此，分子截面积为 0.55nm³/2.61nm=0.21nm²。这一数值与由该有机酸在水表面上单层饱和吸附时截面积的测定值 0.205nm² 是较符合的。