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第八章 界面现象 §8-1 表面张力 surface tension §8-2 弯曲液面的性质 §8-4 润湿现象wetting phenomena 固体(或液体)表面上的气体被液体取代的过程 说明： 1. ? 90? ------能润湿 2. ? ? 0? 或不存在 ------完全润湿 3. ? 90? ------不能润湿 4. ? ? 180? ------完全不润湿 ? s-g= ? s-l+ ? g-lcos? ? g-l ? ? s-g ? s-l ?Ga= ?s-l - (? s-g+ ? g-l) = - ? g-l (1 + cos ? ) ?Gi= ?s-l-?s-g = - ?g-l cos ? ?Gs= ?s-l - ? s-g+ ? g-l = - ? g-l (cos ? - 1 ) ? s-g= ? s-l+ ? g-lcos? 沾湿过程：? 180? 浸湿过程：? 90? 铺展过程：? = 0?或不存在 四、固体自溶液中的吸附＊ 思考题： 1、固体自溶液中的吸附在工业和科研中的应用实例； 2、固体自溶液中对溶质的吸附量的计算公式； 3、固体自溶液中吸附的朗格缪尔尔吸附等温方程和 　 弗伦因德利希等温方程； 4、固体自溶液中吸附的影响因素； 　　－吸附质、吸附剂与溶剂三者的相对极性的影响 一、溶液的表面张力与浓度 　　的关系 二、溶液表面的吸附 三、表面过剩及吉布斯吸附 　　等温式 四、吸附等温线 五、表面活性剂及其应用 §8-5 溶液表面的吸附及表面活性剂 2. 凹液面，则pr p* 3.此方程同样适用于微小晶体的溶解度 0.3405 0.8977 0.9897 0.9989 pr /p* 10?9 10?8 10?7 10?6 r /m 气泡半径与蒸气压关系 五、亚稳状态及新相的生成 亚稳状态： 热力学上不稳定，但又能够在一定时期稳定存在的状态 过饱和蒸气 过热液体 过冷液体 过饱和溶液 1. 过饱和蒸气(g?l) 水的相图 pr p* T? 过饱和蒸气区 液体蒸气压曲线 过饱和蒸气压曲线 人工降雨 p* p pr* 2. 过热液体(l?g) 0.01m patm=101.3kPa r =10-7m r 例： 已知100?C水的密度为958.4 kg·m?3，表面张力为58.9×10?3N·m?1，水的气化热为40.66kJ·mol?1。试求： (1)气泡内水的蒸气压p r； (2)气泡受到的压力； (3)试估算水的沸腾温度。 解：(1) 气泡内水的蒸气压p r： pr = 100.6 kPa 凹液面引起水的蒸气压下降，使其在正常沸点不能沸腾 (2) 气泡受到的压力： p = patm +Δp + p静 0.01m patm=101.3kPa p静 p = patm +Δp + p静 = 101.3 + 1.18?103 + 0.09 = 1.28?103 kPa (3)估算水的沸腾温度 根据克劳修斯—克拉珀龙方程 3. 过冷液体(l?s) C O D T/[T] t′t熔 B p/[p] A 微小晶体的蒸气压曲线 固体的蒸气压曲线 水的相图 4. 过饱和溶液 由于微小晶体有较大的溶解度，溶液达饱和时，微小晶体没有饱和 C O T/[T] A’ p/[p] A 微小晶体的蒸气压曲线 固体的蒸气压曲线 O’ C’ 稀溶液 浓溶液 说明： 上述现象的产生是由于弯曲表面的特殊性质所致 亚稳态是热力学不稳定状态，但却能存在很长时间 亚稳定状态出现在新相生成时，是由于新相种子生 成困难而引起的 为即将形成的新相提供新相种子或形成新相的核， 可以解除体系所处的亚稳定状态 一、吸附的定义 二、固体吸附的分类及特点 三、等温吸附 1. 平衡吸附量 2. 吸附曲线 3. 吸附等温线的类型 4. 等温吸附经验式 5. 单分子层吸附理论 6. 多分子层吸附理论 7. 吸附热力学 §8-3 固体表面上的吸附作用 §8-3 固体表面上的吸附作用 一、吸附的定义 吸附：在相界面上某种物质的浓度 　　　　 不同于体相浓度的现象 2. 吸附剂：具有吸附能力的固体物质 3. 吸附质：被吸附的物质 g-s、l-s、g-l、l-l吸附 二、固体吸附的分类和特点 不易达到 易达到 吸附平衡 不可逆 可逆 可逆性 较强 无或很差 选择性 大，近于反应热 小，近于相变热 吸附热 单层 单层或多层 吸附层数 化学键力(强) 范德华力(弱) 吸附力 化学吸附 物理吸附 性质 三、等温吸附 1. 平衡吸附量 单