第四章表面化学.pptVIP

第四章表面现象 表面：两相接触之间的相界面。 第一节 表面吉布斯函数和表面张力 比表面 表示物质的分散程度。 表面吉布斯函数和表面张力（Surface Tension） 1.定义： 2.影响表面张力的因素 （1）与物质结构有关 物质分子之间的作用力越大，表面张力越大。 σ(Fe , s , 1673K)= 2.15 N m-1 （金属键） σ(NaCl , s , 298K)= 0.227 N m-1 （离子键） σ(H2O , l , 293K)= 0.07275 N m-1 （极性共价键） σ(C6H14 , l , 293K)= 0.0184 N m-1 （非极性共价键） （2）与共存的另一相有关 见表4-2（P130） （3）与温度有关 温度升高，分子间距离加大，表面张力减小。 第二节 表面热力学 T.P.组成一定时： dG总 = dG表 = d(σA) = σ d A + A d σ 1.当σ一定时： dG =σ d A ∵dG0是自发过程，∴ d A 0 也是自发过程。 2.当A一定时： dG = A d σ ∵dG0是自发过程，∴ d σ 0 也是自发过程。 3.当σ和A均有变化时： dG = d(σA) ∵dG0是自发过程，∴ d(σA) 0也是自发过程。 第三节 润湿现象 液体对固体表面的润湿作用 润湿－固体的气固界面被液固界面所取代的过程。 润湿过程的ΔG 液体和气体对固体表面润湿关系 润湿的应用 喷洒农药 改变纺织品的润湿性 浮选法 弯曲液面的一些现象 2.毛细管作用 润湿的毛细管： 第四节 气体在固体表面的吸附 基本概念： 吸附：物质在相界面上浓度自动发生变化的现象。 解吸：被吸附分子从界面上脱离的过程。 吸附剂：具有吸附作用的物质。 吸附物：被吸附的物质。 吸附量： 达到吸附平衡时，单位质量吸附剂所吸附的吸附物的量。 第四节 气体在固体表面的吸附 吸附类型 吸附曲线 费里德里希吸附经验式 兰格缪尔单分子层吸附理论 B.E.T.多分子层吸附理论 固体吸附溶液中的溶质 一. 吸附类型 二. 吸附曲线 三. 费里德里希（Freundlich）吸附经验式 对第I类吸附，Freundlich提出等温吸附经验式： 四.兰格缪尔（Langmuir）单分子层吸附理论： 1.理论的四个基本假设： Ⅰ、气体在固体表面上单分子层吸附； Ⅱ、固体表面均匀； Ⅲ、相邻的吸附分子间无作用力； Ⅳ、吸附和脱附呈动态平衡。 2. 吸附等温式的导出： 3. 对第I类吸附等温线的解释： 五.B.E.T.多分子层吸附理论： 1.理论的四个基本假设： Ⅰ、多分子层吸附，几层吸附同时存在； Ⅱ、固体表面均匀； Ⅲ、相邻的吸附分子间无作用力； Ⅳ、每一层的吸附和脱附都存在动态平衡。 3. 计算固体吸附剂的比表面So 六.固体吸附溶液中的溶质 1. 吸附量： 第五节 溶液表面的吸附 溶液表面的吸附 特洛贝规则 吉布斯吸附等温线 表面活性物质的类型 表面活性物质的作用 一. 溶液表面的吸附 1.表面活性物质(surface active agent) 对水溶液： 2.溶液表面的吸附： 表面活性物质：正吸附（表面浓度内部浓度） 表面惰性物质：负吸附（表面浓度内部浓度） 3.表面活性物质的结构： 表面活性物质具有两亲结构 例：肥皂分子在水溶液中 二. 特洛贝(Traube)规则 同系物的稀溶液： σ-c 为直线关系 三. 吉布斯(Gibbs)吸附等温式 吸附量Γ的求法： a.实验测一组σ-c数据。 b.作σ-c曲线。 c.在曲线的指定浓度C处作曲线的切线，切线的斜率为?σ/?c。 d.根据吉布斯吸附等温式计算吸附量Γ。 例4（P146）：作σ-c曲线 ， 例2： 298K时乙醇溶液的表面张力满足以下公式 四. 表面活性物质的类型 (1) 阴离子型：硬脂酸钠 CH3(CH2)16COO- Na+ 十二烷基苯磺酸钠 CH3(CH2)11C6H4SO3- Na+ (2)阳离子型：月桂胺基三甲胺 CH3(CH2)11NH3+ Cl- 溴代十六烷基三甲胺 CH3(CH2)15N+ (CH3)3 Br - (3)两性型： 十二烷基二甲基甜菜碱 C12H25N+ (CH3)2CH2COO - (4)