清华大学《物理化学》朱文涛教授课件(831页完全).ppt

?G/m2＝-?l-g(1 + cos?) ?G～?关系： 即单调关系： ?G↑ ? ↑， ?G↓?↓ ? 90o 称润湿 ? 90o 称不润湿 ? = 0o 称完全润湿 二、液体在固体表面上的铺展 A s ?G 不铺展 铺展 铺展的定义： 铺展过程：一个表面(s-g)消失，两个新 界面(l-g 和s-l)形成 (Spread of liquid on solid surface) 若?G 0，则铺展 若?G≥0，则不铺展 ∴ ?G＝ ?l-g A + ?s-l A －?s-g A 即 ?G/m2＝ ?l-g + ?s-l －?s-g 0 则铺展 ≥ 0 则不铺展 润湿与铺展问题的区别，处理方法的共性及普遍意义： 三、毛细现象及液体表面张力的测定方法： 自学 作业：5，14，19 阅读：AI 8.6 7.7 AII 24.4 7.7 物化朱文涛39_溶液表面_SAA 11－5 溶液表面 液体自动降低表面能 纯液体：A↓ A↓ ?↓：通过自发改变表面情况(∵ sln的?与浓度有关) 溶液 一、溶液的表面张力和表面吸附现象 (Surface tension of solution and adsorption at solution surface) ?* ? Ⅰ(无机盐) Ⅱ(极性有机物) Ⅲ(表面活性剂) 1.溶液表面张力与浓度的关系： ? =? (T, p, cB) or ? =? (T, p, bB) 在等T等p下： ? =? (cB) cB (bB) 《电极过程动力学》基本要求： 电极极化及超电势的概念。 极化对电池和电解池的影响。 电解池中电极反应的确定。 作业：1，2，3，4 阅读：A. 7.7 物化朱文涛37_表面张力_附加压力 第十一章 表面化学与胶体的基本知识 Chapter 11 Interface Chemistry and Colloid 引言： 表面化学(界面化学)：研究各种相界面的性质，具有巨大界面积系统的特殊性质(界面效应)。 胶体：是一类具有巨大界面积的系统。 应用 广泛。 本章：实用性强，科研活跃。 以前各章为什么不提出表面的特殊性。 11－1 基本概念 g l 表面 一、表面功 (Surface work) 1. 表面分子的特殊性 受力情况特殊： 内部分子：合力为0 热运动不需要做功 表面分子：不对称力场(不均匀力场) 分子倾向于钻入液体内部 能量特殊： 将一个内部分子移动到表面上，环境要克服不对称力场而作功。 ? (表面分子) ? (内部分子) 2. 表面功 将内部分子移至表面，环境作功。结果 (1)分子能 量增加，(2) 系统A↑，因此称“表面功”。 定义：在等温等压定组成的条件下，可逆地增大系统的表面积时所作的功，W′ 计算：等T、p、组成时，可逆增大面积dA，则 若比例系数为 -? ，则 二、表面能 (Surface energy) 1. 表面能： ?的物理意义：为系统增大1m2表面积时环境所作的表面功，即1m2表面上的分子比同数量的内部分子多出的能量， ?称比表面能，J.m-2。 Specific surface energy 表面能： ? A 2. 表面热力学的基本关系式和?的定义 任意系统的基本关系式为 在表面热力学中，?W′为表面功 ∵ 以上四式是全微分 ∴其中? 分别为 比表面Gibbs函数 三、表面张力 (Surface tension) ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? 表面的不对称力场→表面分子企图“钻入” 内部→表面收缩(A↓)：即宏观存在表面收缩力 1. 定义：作用在表面上，企图使表面收缩的力，??，N.m-1。它是表面不对称力场的度量。 2. 与比表面能的关系： l ?? ?? ?? F dx 膜 环境以力F将理想横杆可逆下拉距离dx，则 ?W′ ＝ -Fdx (环境作功) ＝-F上dx (可逆) ＝ -?? (2l)dx ＝ -?? dA 即 -? dA＝-?? dA ?? ＝? 结论： ??与?是两个意义不同、单位不同、数值相同、量纲相同的物理量。两者相通，是同一表面性质的两种不同描述方式。统称表面张力，符号?。 其他界面张力： ?s-g， ?l-l ， ?s-l ， ?s-s 3. 影响表面张力的主要因素 所以? 与T，p，组成有关。 对一指定的液体， ? ＝f（T，p） (1) T 对? 的影响：T↑，l