物理化学-表面物理化学分析PPT课件

2020/6/7，物理化学多媒体教学课件，第8章表面物理化学chapter 8 surface physication Mistry，2020/6/7，第8章表面物理化学，8.1表面石膏自由能，8.2曲线液面特性相对于表面，两相界面指向相邻的两相非常薄的边界层，厚度可以是单分子层或多个分子层。液体-气体固体-气体、表面、液体-液体-液体-固体-固体、界面、2020/6/7，1。表面比表面，表面通常用于表示物质的分散程度的两种常用表示方法：单位质量的物体所具有的表面积；单位体积的物体所具有的表面积。(8-1)，物质向小粒子分布的程度称为分散度。把一定大小的物质分割得小，分散度就会提高，比表面大。2020/6/7，2。表面自由能和表面张力，液体内部分子：被力相互抵消，合力为零。表面层分子：由于气体、液体两相密度的巨大差异，受到指向液体内部的合力。如果温度、压力和组成恒定，则可可逆地增加表面积，环境执行的表面工作w与系统表面积的增加dA成正比，比例常量为2020/6/7，2。表面自由能和表面张力、固定温度、静压、可逆：DG= da，物理意义为t、p和组成恒定时，由于增加单位面积而产生的石膏自由能的增加，(8-3)，非表面自由能，系统的强度特性，也称为单位JM-2。值与共存的两相特性、t等相关。一般物质的西格玛可以在手册中确认。2020/6/7，2。与曲面自由能量和曲面张力相比，垂直作用于曲面上任意单位长度切线的曲面压缩力-曲面张力也显示为。Nm-1，表面张力与表面自由能相同，符号相同，但物理意义不同。可实验测量，常用的实验方法有环法、起重机法、最大气泡压力法等。一般t上升时，液体分子间的重力减弱，值减小。2020/6/7，8.2曲线曲面的特性，曲线曲面附加压力曲线曲面的蒸气压准稳态，2020/6/7，1。弯曲曲面上的附加压力，p-附加压力，p的方向是沿曲面法线指向曲面中心。2020/6/7，1。弯曲液面的附加压力，t，p必须可逆压缩，小水滴增加dV。球形液滴：(8-5)，2020/6/7，1。曲线曲面上的附加压力，(8-5)，拉普拉斯公式，(1)p大小与sigma成正比，与r成反比，平面：r=，p=0，凸面3360，prp0，p0，在凹面：prp0中，当p(H2O)p0仍然可以实现p(H2O)pr时，水蒸气快速聚集形成人工降雨。毛细管冷凝原理3360，水在土壤毛细管内凹，pr1，1bpBP，=m，吸附饱和， p为水平线。2020/6/7，3。吸附理论，(8-12)，(3) Langmuir公式整理如下。在坡率和偏转以及b值的不同p处测量的直线。(4) Langmuir吸附恒温式适用于化学吸附和温度高时的物理吸附。2020/6/7，3。假设吸附理论，BET多分子层吸附正温式(1938)，基本上是：吸附可以是多分子层。一层由固体表面分子和气体分子之间的相互作用吸附。两层以后的吸附是气体分子和吸附的气体分子之间的相互作用。第一层吸附热Q1在一定系统中是常数。第二层以后的吸附热QL都接近气体的凝聚热。吸附量是各层吸附量的总和。(8-13)，BET公式，2020/6/7，3。吸附理论，(8-13)，-平衡压力下各层的总吸附量； m-固体表面复盖一层时的吸附量，p *-实验温度下气体的饱和蒸气压。c=kexp (Q1-QL)/rt : Q1，QL相关常数。，BET公式服务范围p/p *: 0.05至0.35，2020/6/7，4。吸附应用，固体粉末的非表面S0测量，BET公式清理：N2(l)中样品的N2(g)吸附量测量(标签：m3kg-1)，p (p *-p) p/p溶液中吸附量的测定，(8-14)，型中m是吸附剂的质量；C1和C2分别是溶液的起点和平衡浓度(mo1.dm-3)。v是溶液的体积(dm3)，x是m克吸附剂对溶质的吸附量(mol)，2020/6/7，2。在稀溶液中溶质分子的吸附，正温线的吸附和lgc的直线向lgc，在线的斜率和切片中求n和k。s0= MLA，a是溶质分子截面。2020/6/7，影响吸附的因素(1)极性的影响一般遵循类似相吸收的原理。(2)影响溶质溶解度的溶质溶解度较小，容易吸附。(3)温度的影响吸附是发热过程，温度升高，吸附量减少。2 .溶质分子在稀溶液中的吸附，2020/6/7，3。电解质溶液中离子的吸附，(1)离子晶体对电解质离子的选择性吸附，晶体总是选择能形成与该晶格相同或相似的离子或不溶性盐的离子的吸附，这种现象称为离子的选择性吸附。2020/6/7，3。电解质溶液的离子吸附，(2)离子交换吸附已经吸附在固体表面的离子可以被溶液中的相同离子交换。离子交换是可逆的。已经吸附的离子只与东湖离子交换中的中间量。2020/6/7，8.9润湿，润湿现象接触角度和润湿，2020/6/7，1。润湿现象，液体与固体接触时，液体可以在固体表面展开，即原始的气-固体界面被液体-固体界面取代的过程称为润湿。润湿可分为湿、湿和扩散三种情况。2020/6/7，1。湿现象、湿、湿意味着气-液和气-固界面向液-固界面的转换。在这个过程中，吉布斯自由能的变化是系统做的最大的事情，Wa是附着工作，Wa0是液体润湿固体的条件。2020/6/7，1。湿现象，湿，湿是指固体浸入液体的过程。在此过程中，吉布斯自由能的变化是系统最大的功臣Wi是赤身教工作，Wi0是用液体写固体的条件。2020/6/7，1。润湿现象、扩散和扩散是指液体在固体表面扩散的过程。在此过程中，吉布斯自由能的变化值是系统所做的最大优点是扩散系数，S0是液体可以自动在固体表面扩散。2020/6/7，1。润湿现象，在同一系统中，s wiwa是液体能在固体表面扩散的话，必须将固体浸湿，包装是润湿的最高条件。2020/6/7，2。接触角度和润湿、润湿平衡、固体、液体、气体三相结合、固体-液体界面和液体-气体界面之间的角度-接触角度。2020/6/7，2。接触角度和润湿，(8-21)，讨论：零方程式，(1) 来判断液体被固体浸湿了多