物理化学界面现象小结.ppt

界面现象小结 研究的主要问题 产生界面 表面 现象的原因是什么 重点知识 非常6 1 6 六个公式1 一个概念 一个概念之表面张力 1 几个铺垫概念 界面 所有两相的接触面 表面 与气体接触的界面 比表面积 物质表面积与其质量之比或表面积与其体积之比 是物质分散程度的度量 一个概念之表面张力 2 定义 沿着与液面相切方向垂直作用于分界线的单位长度上的紧缩力 用 表示 3 方向 对于平液面 表面张力与液面平行且垂直作用于分界线上 对于弯曲液面 表面张力与液面相切且垂直作用于分界边缘 一个概念之表面张力 4 实质 紧缩力 使表面积减少的紧缩力 5 产生的原因 液体表面的分子受力不对称 6 表面张力 表面功及表面吉布斯函数的关系 三者的数值 量纲等同 但它们有不同的物理意义 是从不同角度说明同一问题 Wr dAs 一个概念之表面张力 7 影响表面张力的因素 与物质的本性有关 分子间作用力越大 表面张力越大 一般 对于液体表面有 金属键 离子键 极性键 非极性键 与温度有关一般的 温度越高 表面张力越小 一个概念之表面张力 压力 a 表面分子手里不对称程度 p b 气体分子可悲表面吸附 c 气体分子溶于液相 与接触相的性质有关 水 水蒸气 水 乙醚 水 乙醇 与分散度 运动情况等有关 六大公式之拉普拉斯方程 1 弯曲液面的附加压力 p pl po p内 p外 六大公式之拉普拉斯方程 说明 r是弯曲液面的曲率半径 该形式的Laplace公式适用于球形液面 曲面内 凹 的压力大于曲面外 凸 的压力 p 0 r越小 p越大 r越大 p越小 对平液面 r p 0 并不是 0 p方向 永远指向球心 六大公式之 求高 方程 毛细现象r是毛细管半径显然 h 0时 液面上升 能润湿 h 0时 液面下降 不能润湿 六大公式之开尔文公式 r是弯曲液面的曲率半径讨论 1 对于纯液体 在一定温度下 r 且 2 凸液面 凹液面 六大公式之开尔文公式 四种亚稳状态及新相的生成1 过饱和蒸气 2 过热液体 3 过冷液体 4 过饱和溶液 讨论 1 附加压力产生的原因 因为液体的表面张力 2 表 界 面张力仅液体表面才有 界面张力的产生原因 界面层分子受力不对称 固体表面 液液界面 液固界面等都有表面张力 3 固体的表面张力会使固体有怎样的表面现象 六大公式之朗格缪尔等温吸附式 1 吸附 定义 在固体或液体表面 某种物质的浓度与体相浓度不同的现象称为吸附 分类 A 物理吸附B 化学吸附 六大公式之朗格缪尔等温吸附式 2 吸附量 定义 当吸附达平衡时 每克吸附剂吸附的吸附质 公式 等温吸附等压吸附等量吸附 六大公式之朗格缪尔等温吸附式 Va为吸附体积 为吸满单分子层的体积b 吸附系数或吸附平衡常数 与吸附剂 吸附质 T有关 b值大 吸附能力大 六大公式之朗格缪尔等温吸附式 公式的应用 六大公式之朗格缪尔等温吸附式 4 吸附热吸附是自发过程 0 吸附过程中 气体分子由三维空间被吸附到二维表面 自由度减少 分子的平动受到限制 所以 因此 即吸附通常为放热反应 摩尔吸附焓 adsHm 恒温 恒压和恒定吸附剂表面积时吸附1mol气体的热效应 六大公式之杨氏方程 1 润湿角 固液界面的水平线与气液界面在O点的切线之间的经过液相的夹角 2 杨氏方程 六大公式之杨氏方程 3 润湿现象4 润湿现象的应用 防水衣料的改良 喷施农药时是否有效地附着在叶片上 六大公式之吉布斯吸附等温式 1 溶液表面的吸附溶质在溶液表面层中的浓度与在溶液本体中浓度不同的现象 2 表面过剩 表面吸附量 在单位面积的表面层中 所含溶质的物质的量与同量溶剂在溶液本体中所含溶质物质的量的差值 六大公式之吉布斯吸附等温式 2 公式 稀溶液 c为溶质在本体中的平衡浓度 浓溶液 c用活度a表示 六大公式之吉布斯吸附等温式 负吸附 正吸附 六大公式之吉布斯吸附等温式 3 表面活性剂 定义 加入少量就能显著降低溶液表面张力的一类物质 通常是指降低水的表面张力 阴离子型 分类 离子型阳离子型表面活性剂两性型非离子型 HLB法 了解 产生界面 表面