13章_表面物理化学final revised.ppt

第十三章 表面物理化学 表面和界面 (surface and interface) 界面现象的本质 界面现象的本质 比表面（specific surface area） 分散度与比表面 §13.1 表面张力及表面Gibbs自由能 表面张力（surface tension） 表面张力 表面张力 表面张力 表面热力学的基本公式 表面热力学的基本公式 表面自由能 (surface free energy) 界面张力与温度的关系 界面张力与温度的关系 溶液的表面张力与溶液浓度的关系 溶液的表面张力与溶液浓度的关系 §13.2 弯曲表面上的附加压力和蒸气压 弯曲表面上的附加压力 弯曲表面上的附加压力 弯曲表面上的附加压力 弯曲表面上的附加压力 毛细管现象 毛细管现象 Young-Laplace 公式(描述弯曲表面附加压力的基本公式） Young-Laplace 公式 Young-Laplace 公式 弯曲表面上的蒸汽压——Kelvin公式 弯曲表面上的蒸汽压——Kelvin公式 §13.3 溶液的表面吸附 Gibbs吸附公式 溶液表面吸附——Gibbs吸附公式 §13.4 液-液界面的性质 §13.4 液-液界面的性质 单分子表面膜——不溶性的表面膜 单分子表面膜——不溶性的表面膜 表面压 Langmuir膜天平 Langmuir膜天平 不溶性表面膜的一些应用 §13.5 膜 §13.5 膜 §13.6 液-固界面——润湿作用 §13.6 液-固界面——润湿作用 铺展过程 铺展过程 接触角与润湿方程 接触角与润湿方程 接触角与润湿方程 §13.7 表面活性剂及其作用 表面活性剂的分类 表面活性剂的结构对其效率及能力的影响 表面活性剂的结构对其效率及能力的影响 临界胶束浓度 *表面活性剂的HLB值 *表面活性剂的HLB值 表面活性剂在水中的溶解度 表面活性剂在水中的溶解度 表面活性剂的一些重要作用及其应用 表面活性剂的一些重要作用及其应用 §13.8 固体表面的吸附 固体表面的特点 固体表面的特点 吸附等温线 吸附量的表示 吸附量与温度、压力的关系 重量法测定气体吸附 吸附等温线 吸附等温线的类型 吸附等温线的类型 吸附等温线的类型 吸附等温线的类型 吸附等温线的类型 吸附等温线的类型 Langmuir吸附等温式 Langmuir吸附等温式 混合气体的Langmuir吸附等温式 Freundlich（弗伦德利希）等温式 BET多层吸附公式 BET多层吸附公式 BET多层吸附公式 BET多层吸附公式 Tёмкин方程式 吸附现象的本质——物理吸附和化学吸附 吸附现象的本质——物理吸附和化学吸附 吸附现象的本质——物理吸附和化学吸附 化学吸附热 吸附热的分类 吸附热的测定 影响气-固界面吸附的主要因素 固体在溶液中的吸附——吸附等温线 固体在溶液中的吸附——吸附等温线 §13.9 气-固相表面催化反应 化学吸附与催化反应 化学吸附与催化反应 从吸附热衡量催化剂的优劣 气-固相表面催化反应速率 气-固相表面催化反应速率 气-固相表面催化反应速率 影响气-固界面吸附的主要因素有：温度、压力以及吸附剂和吸附质的性质。 无论物理吸附还是化学吸附，温度升高时吸附量减少，压力增加，吸附量和吸附速率皆增大。 极性吸附剂易于吸附极性吸附质，非极性吸附剂则易于吸附非极性物质。 吸附质分子的结构越复杂，沸点越高，被吸附的能力越强。 酸性吸附剂易吸附碱性吸附质，反之亦然。 表观（或相对）吸附量的计算 这里没有考虑溶剂的吸附 Freandlich公式在溶液中吸附的应用通常比在气相中吸附的应用更为广泛。此时该式可表示为 (Ⅲ) 这种类型较少见。当吸附剂和吸附质相互作用很弱时会出现这种等温线。 如 352 K 时，Br2在硅胶上的吸附属于这种类型。 (Ⅳ) 多孔吸附剂发生多分子层吸附时会有这种等温线。在比压较高时，有毛细凝聚现象。 例如在323 K时，苯在氧化铁凝胶上的吸附属于这种类型。 (Ⅴ)发生多分子层吸附，有毛细凝聚现象。 例如373 K时，水汽在活性炭上的吸附属于这种类型。 Langmuir吸附等温式描述了吸附量与被吸附蒸汽压力之间的定量关系。他在推导该公式的过程引入了两个重要假设： (1) 吸附是单分子层的 (2) 固体表面是均匀的，被吸附分子之间无相互作用 设：表面覆盖度q = V/Vm Vm为吸满单分子层的体积 则空白表面为(1 - q ) V为吸附体积 达到平衡时，吸附与脱附速率相等。 吸附速率为 脱附速率为 令： 这公式称为 Langmuir吸附等温式，式中a 称为吸附平衡常数（或