界面化学北京化工大学一液体溶液界面.ppt

第一章 溶液(液体)的表面 表面和界面 (surface and interface) 1.1 液体的表面 1.1.1 表面张力和表面自由能 1.1.2 表面热力学基础 1.1.3 弯曲液体表面的一些现象 1.1.4 液体表面张力的测定方法 1.2 溶液的表面 1.2.1 溶液的表面张力 表面和界面 (surface and interface) 1.1 液体的表面 表面张力（surface tension） 表面自由能模型 表面自由能模型 表面熵和表面总能 表面张力与温度的关系 影响表面张力的其它因素 压力的影响 表面自由能和表面张力的微观解释 表面自由能和表面张力的微观解释 1.1.3 弯曲表面下的附加压力 弯曲表面下的附加压力 弯曲表面下的附加压力 杨-拉普拉斯公式 Young-Laplace 一般式的推导 Young-Laplace 一般式的推导 Young-Laplace 一般式的推导 Young-Laplace特殊式的推导 Young-Laplace特殊式的推导 附加压力与毛细管中液面高度的关系 几种毛细现象 弯曲表面上的蒸汽压——开尔文公式 开尔文公式的应用 开尔文公式的应用 1.1.4 表面张力的测定方法 1.2 溶液的表面张力 溶液的表面张力与表面活性 1. 在任意弯曲液面上取小矩形曲面ABCD(红色面)，其面积为xy。曲面边缘AB和BC弧的曲率半径分别为　 和 。 2. 作曲面的两个相互垂直的正截面，交线Oz为O点的法线。 3. 令曲面沿法线方向移动dz ，使曲面扩大到A’B’C’D’(蓝色面)，则x与y各增加dx和dy 。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 5. 增加dA面积所作的功与克服附加压力Ps增加dV所作的功应该相等，即： 4. 移动后曲面面积增加dA和dV为： Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 6. 根据相似三角形原理可得： 7. 将dx,dy代入(A)式,得： 8. 如果是球面， Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. (1)在毛细管内充满液体，管端有半径为R’ 的球状液滴与之平衡。 外压为 p0 ，附加压力为 ps , 液滴所受总压为： p0 + ps Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. （2）对活塞稍加压力，将毛细管内液体压出少许，使液滴体积增加dV，相应地其表面积增加dA。克服附加压力ps环境所作的功与可逆增加表面积的吉布斯自由能增加应该相等。 代入得： Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 1.曲率半径R与毛细管半径R的关系： R=R/cosq 2.ps=2g/R=(rl-rg)gh 如果曲面为球面，则R=R。 因rlrg所以：ps=2g/R=rlgh 一般式：2g cosq/R=Drgh 毛细管上升现象 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 应用: ① 毛细凝结 在形成凹液面的情况下，孔中液体的平衡蒸气压将低于液体的正常蒸气压。故在体系蒸气压力低于液体正常饱和蒸气压时，即可在毛细管中凝结，此即毛细凝结 ② 等温蒸馏 若存在曲率不同的液面与其蒸气相共存（封闭容器中），由于相同温度下不同液面的蒸气压力不同，体系中自发进行分子转移至凹液面处的过程，此即等温蒸馏 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for