胶体与界面化学.pptVIP

p0+psp0+ps如果曲面是球形的第23页，共40页，星期日，2025年，2月5日如果曲面是非球形的Yong-Laplaseequationr1,r2:在曲面上任意选两个互相垂直的正截面的曲率半径（主曲率半径）第24页，共40页，星期日，2025年，2月5日讨论：1.凸形液面（convex)(r＞0）ps＞0,pi＞po;凹形液面(concave)(r＜0)ps＜0,pi＜po；平面r=∞ps=0,pi=poPs总是指向曲面的球心2.γ越大，r越小，则ps越大3.由于液体或固体小颗粒的内部存在较大的附加压力，使组分的化学势发生变化，引起体系物理、化学性质的改变。第25页，共40页，星期日，2025年，2月5日2.弯曲液面的蒸汽压VaporpressureoncurvedsurfaceLp0平面液面在T,p0下气液平衡时L凸形液面，仍在T,p0下pv则要升高，重新达到平衡p0第26页，共40页，星期日，2025年，2月5日蒸汽可当作理想气体第27页，共40页，星期日，2025年，2月5日Kelvin’sequation20oC时，水的曲率半径与蒸汽压的关系r/m1×10-61×10-71×10-81×10-9p弯/p平1.0011.0111.1102.927凹形液面，r取负值，p弯＜p平利用类似方法，可得到固体溶解度、熔点等相平衡性质随颗粒度的变化第28页，共40页，星期日，2025年，2月5日第1页，共40页，星期日，2025年，2月5日复习：胶体化学与界面化学的相关性◆胶体的基本特性：特有的分散程度、多相性、聚结不稳定性◆研究物质的界面特性——界面化学表面张力、表面能、表面现象及其应用等◆研究一群质点所构成的分散体系的性质——胶体化学动力性质、电性质、光学性、流变性质及其应用；胶体的聚结与稳定性等第2页，共40页，星期日，2025年，2月5日第二章界(表)面现象Fundamentalsofinterface(surface)chemistryGL两相界面处的分子具有特殊的性质比表面A总：体系的总表面积，V：体系的体积m：体系的质量一、什麽是界(表)面化学第3页，共40页，星期日，2025年，2月5日对具有巨大表面积的分散体系，界面分子的特殊性对体系性质的巨大影响不能忽略界面化学：在分子（原子）尺度上研究界面上的物理和化学过程的科学液体－气体固体－气体表面（surface)液体－液体液体－固体固体－固体界面（interface)第4页，共40页，星期日，2025年，2月5日二、表面化学与其他学科的联系表面化学生命科学（生物膜及膜模拟化学）能源科学（三次采油、煤的液化、化学电源）材料科学（超细材料、材料的表面改型）信息科学（LB膜，微电子器件）三、界面化学的发展和现状1805T.Young提出界面张力概念1806P.S.Laplase表面张力与曲率半径关系1878Gibbs表面吸附方程1916Langmuir固体吸附等温方程式第5页，共40页，星期日，2025年，2月5日表面与界面化学虽是物理化学的传统研究领域，但由于电子能谱、扫描隧道显微镜等新的实验技术的出现，使得表面、界面效应及粒子尺寸效应的知识呈指数上升式的积累，提出了在分子水平上进行基础研究的要求。当前涉及这一领域的研究已成为催化、电化学、胶体化学的前沿课题，并与生命科学、材料科学、环境科学、膜技术及医药学密切相关，是这些相关学科要研究和解决的核心课题之一。第6页，共40页，星期日，2025年，2月5日2.1比表面Gibbs函数和表面张力Gibbsfunctionofspecificsurfaceandsurfacetension1.表面分子的受力和能量状态GL液体表面的分子受到指向液体内部的合力作用.液体表面分子比内部分子具有更高的能量第7页，共40页，星期日，2025年