第八章-表面现象-new模板.ppt

1、2020/7/29，第8章表面现象，温州医学院药学院，化学研究室，版权所有：温州医学院化学研究室版权所有2014 Chemistry Department of School of Parmacy，Wzmc Al严格地说，表面应该是液体和固体和饱和蒸汽之间的接口，但习惯上，液体或固体和空气的接口被称为液体或固体的表面。2020/7/29，气液介面，2020/7/29，气液介面，2020/7/29，液液介面，体上内部分子周围相同分子的作用力是对称的，各方向的力徐璐抵消。如红色球所示，2020/7/29，蓝色球所示，介面层中的分子由于两相密度不同，可能不会抵消徐璐。牙齿作用力会自动将表面收缩到最小

2、，并在表面层上显示出表面张力、表面吸附等独特特性：2020/7/29，8.1表面积和表面吉布斯能量，1。曲面，2 .表面吉布斯能和表面张力，3 .表面热力学关系，4 .影响表面吉布斯能的因素，2020/7/29，1。一是单位质量的物质所具有的表面积，二。另一个是单位体积物质所具有的表面积。单位为，1，比表面分布2020/7/29，分支和非表面，将物质分布到较小粒子的程度称为漫反射。把一定大小的物质分割得小，分散度就会提高，比表面大。例如，如果将边缘长度为1厘米的立方体1cm3逐步分割为较小的立方体，则比表面增加的情况如下表，2020/7/29所示。将边长为10-2m的立方体分割为10-9m的小

3、立方体，可以看到它比曲面增加了一千万倍。达到Nm级的超细粒子具有巨大的郑智薰表面积，具有很多独特的表面效果，成为新材料和多相催化方面的研究热点。2020/7/29，2。表面吉布斯能和表面张力、形式的比例系数、温度、压力和配置恒定时反转表面积以增加dA所需的系统操作称为表面操作。用公式表示：数值上为T，等P，在达到一定条件的情况下，增加单位表面积时对系统必须执行的可逆非膨胀操作。、表面层分子的力与本体不同，因此如果想将分子从内部转移到界面或可逆地增加表面积，就必须克服系统内部的分子间作用力，对系统进行工作。表面操作，2020/7/29，1，表面Gibbs能量，等温，表面自由能，2020/7/29

4、，1，表面Gibbs能量，等温，等压，为什么小铃铛，小泡泡都是球形的？用相同体积的物质构成球体时，表面积最小，总表面自由能最低。、2020/7/29，2、表面张力、具有活动边框的金属线框架放入肥皂液中，然后去除悬挂，活动边缘在下面。卸下移动边缘闩锁。由于金属框架中肥皂膜的表面张力作用，可滑动边向上拉至顶部。2020/7/29，2，表面张力，牙齿情况下：L是滑动边的长度，因为胶片上有两个面，所以边界的总长度是2l，作用于单位边界的力称为表面张力。2020/7/29，2，表面张力，表面张力单位为：表面张力：在特定温度和压力下，两相(尤其是气体-液体)界面具有垂直于单位长度边界、指向液体方向和与表面

5、相切的张力。2020/7/29，2，表面张力，通过线圈中心的液膜，线圈内部张力消失，外部表面张力立即将线圈拉圆，清楚地显示出表面张力的存在，如图所示。以线圈为边界的双面表面张力大小在同一方向相反，因此线圈可以以任意形状在液膜中移动。2020/7/29，讨论问题，盛水的盘子，盘子水面上漂浮着两块细长的(10厘米)木片。木雕平行，间距近，约0.5厘米。如果平行木雕之间滴一滴洗涤剂，两块木片会靠近还是远离？表面张力将：从木片指向液体内部，碎片之间变小，并且不变，所以要保持很远的距离。2020/7/29，4，影响表面张力的因素，1。分子间作用力的影响对纯液体或纯固体的影响，表面张力取决于分子间形成的化

6、学键能量的大小，一般化学键越强，表面张力就越大。(金属键) (离子键) (极性共价键(非极性共价键)固体物质通常比液体物质表面张力高。在液体-液体界面中，两种液体之间的介面张力介于两种液体表面张力之间。2020/7/29，2。温度的影响温度越高，物质体积膨胀，分子间相互作用减弱，大部分物质的表面张力减少。3.压力的影响表面张力通常随着压力的增加而减少。压力增加，气相密度增加，表面分子的力不平衡性稍有好转。另外，如果气象中有其他物质，压力会增加，表面吸附会增加，气体溶解度会增加，表面张力也会下降。2020/7/29，2节弯曲液面的性质，1，1，附加压力始终指向表面的曲率中心，因此凹侧的压力P内部

7、高于凸侧的P外部。定义Dp=p内部-p外部。总是大于0。2020/7/29，2，量-拉普拉斯方程：因此P成比例，与R成反比。r减少，p增加；增量，p增量。2020/7/29，球面：平面：空气中的气泡：2020/7/29，3，摩西现象，弯曲液面的附加压力会引起摩西现象。将毛细管插入液体后，如果液体能浸湿毛细管壁，则形成接触角q 90牙齿凹面，使管内液面上升。相反，面值下降。例如，以图凹面值为例，当液面上升到平衡值时，中间面额曲率半径R1与毛细管半径R和接触角之间的关系是：液体表面张力。液体密度；G :重力加速度，2020/7/29，2，表面蒸气压，纯液体的饱和蒸气压与温度和液体压力有关。微滴的蒸

8、汽压在附加压力的作用下高于一般体积。用p*和pr*分别表示平面液体和小液滴的蒸汽压，结合拉氏方程，得出凯氏公式3360，2020/7/29，1。开尔文公式，开尔文公式3360可见pr*(凸面)p*(平面)pr*(凹面)和曲率半径越小，偏差越大。2020/7/29，2，应用开尔文公式，(1)在毛细管冷凝多孔恒温下，液体的蒸汽压低于正常饱和蒸汽压，但如果牙齿凹面已经饱和，蒸汽分子会自发地在牙齿毛孔内凝结成液体。这就是硅作为干燥剂工作的原理。(2)熔点下降结晶分割越小，熔点越低，应用2020/7/29，2，开尔文公式，溶质遵守亨利定律，(3)高方差对溶解度的影响，开尔文公式替代：2020/7/29，

9、2020根据相平衡条件必须相变的物质，由于初始新物质积极小，比表面吉布斯函数难以形成大，系统仍然以原状存在，处于稳定状态。2020/7/29，应根据相平衡条件冷凝，但未冷凝的蒸汽。原因是蒸汽不能成为化学力更高的小水滴。过饱和蒸汽的压力在该温度下通常超过体积液体的饱和蒸汽压，但仍小于牙齿液体的小水滴的饱和蒸汽压。、由于液体中产生的小气泡的曲率半径较小，凹面额外的压力使泡沫难以产生，液体不会沸腾，直到液体继续加热，蒸汽压力等于外部压力。牙齿温度高于沸点，但仍未沸腾的液体称为过热液体。在液体中加入少量的小陶瓷或毛细管等，可以大大降低过热的程度。2020/7/29，应根据常平衡条件凝固，但未凝固的液体。因为新生相粒子具有表面吉布斯能(高饱和蒸气压)，在正常凝固温度下不会产生。在过冷液中注入小晶体作为新种子，激烈搅拌或滑动摩擦器壁破坏过冷状态，使液体快速凝固。3 .过冷液，2020/7/29，像小水滴一样小晶体的饱和蒸汽压比一般晶体大。蒸气压与溶解密切相关，小颗粒比一般晶体具有更大的溶解度。晶体颗粒越小，溶解度越大。(见图)、2020/7，在固体表面的润湿、等温