物理化学课件-第8章_表面现象与分散系统.ppt

第八章 表面现象与分散系统 (一) 表面现象 §8.1 表面自由能与表面张力 Surface free energy and surface tension 一、表面自由能，比表面能 二、表面张力? 三、影响表面张力的因素 四、表面热力学 五、表面自由能（巨大表面系统） §8.2 纯液体的表面现象 Surface phenomena of pure liquid Young-Laplace 公式 : ?p=2?/r 例：打开活塞后，两肥皂泡将如何变化？ 二、曲率对蒸气压的影响-----Kelvin eq. Kelvin eq. 例2 已知水在20℃时的表面张力为0.072N?m-1，?= 1g? cm-3， 0℃时水的饱和蒸气压为610.5Pa。 在0℃ ～ 20℃内水的?vapHm=40.67kJ?mol-1。求在20℃时半径为10-9m水滴的饱和蒸气压。 Kelvin公式的应用：几种亚稳状态 三、液体的润湿与铺展 wetting and spreading 合力?(s-g)－?(s-l)－?(l-g)cos?： 接触角的计算：平衡时(即合力为零时) 四、毛细管现象 (capillarity) 应用： 例3 如果水中仅含有半径为1.00×10-3mm的空气泡，试求这样的水开始沸腾的温度为多少度？已知100℃以上水的表面张力为 0.0589 N?m-1，气化热为40.7 kJ?mol-1。 例4 由于天气干旱，白天空气相对湿度仅56%(相对湿度即实际水蒸气压力与饱和蒸气压之比)。设白天温度为35℃(饱和蒸气压为5.62×103Pa),夜间温度为25℃ (饱和蒸气压为3.17×103Pa)。试求空气中的水份夜间时能否凝结成露珠？若在直径为0.1μm的土壤毛细管中是否凝结？设水对土壤完全润湿， 25℃时水的表面张力? =0.0715 N?m-1，水的密度?= 1g? cm-3。 在直径为0.1μm的土壤毛细管中，水形成凹液面。 例5 一个带有毛细管颈的漏斗，其底部装有半透膜，内盛浓度为1×10-3mol ?L-1的稀硬酯酸钠水溶液。若溶液的表面张力?= ?*-bc, 其中 ?* =0.07288N?m-1，b=19.62(N ?m-1 ?mol ?L-1)， 298.2K时将此漏斗缓慢地插入盛水的烧杯中，测得毛细管颈内液柱超出水面30.71cm时达成平衡，求毛细管的半径。若将此毛细管插入水中，液面上升多少？ 解：毛细管内液面上升原因有两个：一是附加压力；二是渗透压。 §8.3 气体在固体表面的吸附 2.吸附平衡与吸附量 3）吸附曲线：a=f(T,p) 吸附等量线：p=f(T) 二、Langmuir单分子层吸附等温式 讨论： 3 原式改写成 三、BET吸附等温式：多分子层气固吸附理论 例6 0℃时，CO在2.964g木炭上吸附的平衡压力p与吸附气体标准状况体积V有下列数据 将题给数据整理后列表如下: (2) 求CO压力为5.33×104 Pa时，1g木炭吸附的CO标准状况体积。 四、其它吸附等温式 §8.4 溶液的表面吸附 二、Gibbs吸附公式 ?的求算： 三、表面活性剂的吸附层结构 3 表面膜: 例7 19℃时，丁酸水溶液的表面张力与浓度的关系可以准确地用下式表示： 解: (1)将题目给定关系式对浓度c求导，得 (3) 当c很大时，1+Bc ?Bc, 则： §8.5 表面活性剂及其作用 二、胶束和临界胶束浓度CMCmicelle and critical micelle concentration CMC的性质： 三、表面活性剂的作用 (二) 分散系统 §8.6 分散系统的分类 二、按分散相和分散介质的聚集状态分类： §8.7 溶胶的光学和力学性质 二、布朗（Brown）运动 原理： 三、扩散 diffusion 四、沉降和沉降平衡 Sedimentation 2. 沉降： §8.8 溶胶的电学性质 电泳； 电渗: 电泳速度和应用 二、溶胶粒子带电的原因 三、溶胶粒子的结构──胶团（电中性） 胶团结构 四、溶胶粒子的双电层 ?（电动电势）： §8.9 溶胶的聚沉和絮凝 聚沉能力大小有以下规则： 二、溶胶的相互聚沉 三、絮凝 应用： §8.10 溶胶的制备和净化 2）凝聚法： 二、溶胶的净化 purification: 电泳速度u正比于：粒子荷电量；电压；1/?(介质)； 1/V(粒子大小) 电泳应用： 电泳分离（生物学）：蛋白质和核酸分子电泳速率不同； 电泳电镀：医用橡胶手套； 电渗应用： 电沉积法涂漆中使漆膜中水分排出； 泥炭脱水；