表面物理化学简答和详解.docxVIP

什么是表面自憎现象？ 某种低能液体在高能表面铺展形成单分子铺展层后，多余低能液体在固体表面不能铺展而形成液滴的现象叫做表面自憎现象。 2．什么是毛细凝结？ 在亲液毛细体系中，液体在毛细管中能够形成凹液面，毛细体系中液体的饱和蒸汽压远小于正常饱和蒸汽压，使饱和蒸汽压在该体系中易于凝结的现象。 3．表面现象有着广泛的应用 吸附:如用活性炭脱除有机物；用硅胶或活性氧化铝脱除水蒸汽；用分子筛分离氮气和氧气；泡沫浮选等。 催化作用:在多相催化中使用固体催化剂以加速反应。如石油工业的催化裂化和催化加氢、胶束催化等。 表面膜:如微电子集成电路块中有重要应用的LB膜；在生物学和医学研究中有重要意义的BL膜和人工膜；能延缓湖泊水库水分蒸发的天然糖蛋白膜等。 新相生成：晶核生成或晶体生长是典型的新相生成，过冷、过热、过饱和等亚稳现象产生的主要原因也是由于新相生成。 泡沫乳状液：如油品乳化、破乳；泡沫灭火等。 润润现象：喷洒农药、感光乳液配制、电镀工件的润湿及利用润湿作用 进行浮选等。洗涤工业。 4. 影响表面张力的因素 分子间相互作用力的影响：对纯液体或纯固体，表面张力决定于分子间形成化学键能的大小，一般化学键越强，表面张力越大。两种液体间的界面张力，界于两种液体表面张力之间。 (金属键)(离子键)(极性共价键)(非极性共价键) 温度的影响 ：温度升高，表面张力下降。 压力的影响：表面张力一般随压力的增加而下降。因为压力增加，气相密度增加，表面分子受力不均匀性略有好转。另外，若是气相中有别的物质，则压力增加，促使表面吸附增加，气体溶解度增加，也使表面张力下降 5. 接触角的测定 角度测量法: 一类应用最广、较方便简单、最直接的方法；长度测量法——垂片法；透过测量法：主要用于固体粉末接触角测量 影响接触角测定的因素 除平衡时间和温度外，影响接触角稳定的因素还有接触角滞后和吸附作用。 造成接触角滞后的主要原因有三：不平衡状态，固体表面的粗糙性和不均匀性。接触角与固液气二相物质的性质密切有关此外，接触角也受温度的影响，但影响不是很大。一般随温度升高，接触角略有下降 6. 固体表面上的电荷来源有以下途径：电离、吸附、摩擦接触和晶格取代 扩散双电层模型的假设： 1）固体表面是一个无限大的、带有均匀电荷密度的平面； 2）反离子作为点电荷处理，在溶液中的分布服从波尔兹曼能量分布规律； 3）溶剂对双电层的影响仅通过介电常数起作用，而溶液中 各部分的介电常数又处处相等，不随反离子的分布而异。 4）溶液中电解质是由简单对称型盐组成，而且相同价数的 离子影响不大。 7. 影响气固界面吸附的因素 温度：气体吸附一般是放热过程，因此无论物理吸附还是化学吸附(有例外)温度升高时，吸附量是减少的。在实际体系中，可根据需要确定最适宜的温度，并不是越低越好。 压力 无论是物理吸附还是化学吸附，增加吸附质平衡分压，吸附速率和吸附量都是增加的。 吸附剂和吸附质的性质 多孔性吸附剂的孔结构 上述反映的是吸附剂表面性质对吸附的影响。实际上多孔性吸附剂的孔隙大小不但影响吸附速率，还直接影响吸附量的大小 8. 固体自溶液中吸附的影响因素 温度 与固气吸附一样，固体自溶液中的吸附是放热过程，因此，一般温度升高吸附量减少. 溶解度 溶解度越小的溶质越易被吸附。 吸附一般也服从相似相吸的规则：极性吸附剂易吸附极性溶质，非极性吸附剂易吸附非极性溶质。极性的吸附剂易于从非极性溶剂中吸附极性的溶质：非极性的吸附剂易于从极性溶剂中吸附非极性的溶质。 界面张力 界面张力越低的物质越易在界面上吸附. 吸附剂孔的大小 多孔吸附剂孔的大小影响吸附速率，也影响吸附平衡的规律。 多种溶质溶液中的吸附 若溶液中有多种溶质，且都能被吸附，除非有特殊相互作用，通常各溶质的吸附要比其在同条件下单独存在时吸附量小 盐的影响 盐的存在可影响固体自溶液中的吸附。研究结果表明，若盐的加入能使溶质的活度系数增大，或溶解度减小，则溶质的吸附量将因盐的加入而增加 影响大分子化合物吸附的因素 1）大分子物分子量 在孔性固体上，一般分子量增加吸附量减少，这可能是孔的屏蔽效应引起的。 （2）溶剂大分子物在良溶剂中溶解度大，分子伸展，吸附量减小。此外，与固体表面性质相近的溶剂与大分子强烈竞争吸附，可使其吸附量减小。 （3）吸附剂性质 吸附剂的表面化学性质、比表面和孔的大小对大分子物的吸附有重要影响。孔性固体吸附剂孔的大小对大分子物的吸附影响很大。有时分子量较低的大分子可以进入的孔，而分子量大的进不去，所以表现出随分子量减小而吸附量增加的现象。如炭自乙酮中吸附聚苯乙烯，自丙酮中吸附硝化纤维，自水中吸附葡聚糖等均属此种情况。吸附质在吸附剂上吸附大都遵循相似相吸的规则，故非极性大分子化合物易被炭质等非极性吸附剂吸附，极性大分子化合物易被极性吸附剂吸附