第八章表面化学选编.ppt

;本章基本要求 §8-0基本概念及术语 §8-1表面张力 §8-2润湿现象 §8-3弯曲液面的附加压力和毛细现象 §8-4亚稳状态和新相生成 §8-5固体表面上的吸附作用 §8-6等温吸附 §8-7溶液表面的吸附 *§8-8表面活性物质(自学) 本章小结与学习指导;§8-0 基本概念及术语;界面：任意两相的接触面。(interface) 表面：物质与真空、本身的饱和蒸气或含饱和蒸 气的空气之间的接触面。(surface) （有时两者混用。）。;相界面的特殊性质;例;§8-1 表面张力、比表面功及比表面吉布斯函数surface tension 、specific surface work and specific surface Gibbs function ; 热力学基本方程式 dU=TdS-pdV+??BdnB+ ? dAS dH=TdS+Vdp+??BdnB+ ? dAS dA=-SdT-pdV+??BdnB+ ? dAs dG=-SdT+Vdp+??BdnB+ ? dAS;;表面张力的方向 direction of surface tension;1．表面张力与物质本身的性质有关； (分子之间相互作用力越大，表面张力越大) 2．表面张力与接触物质的性质有关； (纯水? =72.57?10-3N/m ) (水-苯? =35.0?10-3N/m ) 3．表面张力与温度、压力、分子运动速度 、分 散度等有关。(T升高，分子间力减小，表面张力 降低，临界状态，气液相界面消失，表面张力为 零。);§8-2 润湿现象;1.沾湿(attach) :液体与固体接触。;2.浸湿(infiltrate) :固体浸入液体中。;3.铺展(spresd) :少量的液体在固体表面自动展开,形成层很薄的膜。;-?Ga= ? s-g - ? s-l + ? g-l (attach);1.润湿角? g-l与? s-l之间的夹角，用?表示。 2.润湿角及扬氏方程;;讨论：; §8-3弯曲液面的附加压力和毛细现象 additional pressure and capillary phenomenon;定义： ?p = p凹（内） –p凸（外）;;;1、附加压力与表面张力成正比，与曲率半径成反比。 2、对凸液面：?p=pl-pg=2 ? /r 指向液体； 3、对凹液面：?p=pg-pl=2 ? /r 指向气体； 4、对水平面 r→? ?p=0 ； 5、对肥皂泡因其有两个气液界面,故 ?p=4 ? /r 。;思考;润湿角?、毛细管半径r’和 曲率半径r之间的关系为：;讨论;;§8-4 亚稳状态和新相生成;?G1=?G3=0 ，?Gb=?G2 ?G2=RTln(pr/p*) ?Gb=Vm ? p= Vm 2 ? /r ( Vm =M/?) ?Gb= 2 ? M/ ?r 由此可导出:;同理：可推导对凹液面和小气泡;1.过饱和蒸气(g?l) 2.过热液体(l?g) 3.过冷液体(l?s) 4.过饱和溶液;1.过饱和蒸气(g?l);2.过热液体(l?g);3.过冷液体(l?s); §8-5 固体表面上的吸附作用;1.物理吸附：靠范德华力产生的吸附。 2.化学吸附：靠化学键力产生的吸附。 3.两类吸附的特点：（见下页）;;§8-6 等温吸附;3.吸附等温线 恒温下： Va与T的关系曲线 Va =f(p) *吸附等量线：吸附量一定p与T的关系曲线;温度一定时： 低压下： 吸附量与压力成正比红线； 中压下： 吸附量与压力成曲线绿线； 压力到达一定程度： 吸附量达饱和蓝线 Va= Vam 。;k、n是经验常数 n为0--1之间的常数 lgVa/[V]—lgp/[P]成直线;四、单分子层吸附(兰格缪尔吸附);Langmuir方程推导;讨论; *五、多分子层吸附：BET公式（自学） ;§8-7 溶液表面的吸附;2、表面过剩量;正吸附： 加入溶质后表面张力降低d? 0，溶质从溶液本体自动富集于表面的现象。;正吸附：d ? /dＣ＜0，?＞0 负吸附：d ? /dＣ＞0，?＜0 无吸附：d ? /dＣ＝0，?＝0;一般符合兰格缪尔单分子层吸附。;四、测溶液的表面张力计算表面活性剂分子 的截面积; *§8-8表面活性物质(自学) ;二、表面活性物质在吸附层的定向排列;三、临界胶束浓度（cmc）;四、HLB法（亲水亲??平衡）; 五、表面活性剂的应用