表面物理化学中南大学课件.ppt

有时把界面区域又称为界面相，与界面区域相邻的两个均匀相称为本体相，其中任何一相的变化都会影响到界面的性质。由此可知，所谓表面，实际上就是两相之间的界面，习惯上常把g-s，g-l界面称为表面，而s-l，s-s,l-l之间的区域则称为界面。 主要参考书：颜肖慈等编著《界面化学》 李世丰《表面化学》 赵国玺《表面活性剂物理化学》 刘德荣编《表面活性剂的合成与应用》 朱步瑶等编著《界面化学基础》 程传煊编著《表面物理化学》 表面物理化学电子教案 第一章 界面现象 1.1 表面吉布斯自由能和表面张力 表面和界面(surface and interface) 表面和界面(surface and interface) 表面和界面(surface and interface) 表面和界面(surface and interface) 表面和界面(surface and interface) 表面和界面(surface and interface) 界面现象的本质 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 分散度与比表面 表面功（surface work） 表面自由能(surface free energy) 表面自由能(surface free energy) 表面张力（surface tension） 表面张力（surface tension） 表面张力（surface tension） 表面张力（surface tension） 表面张力（surface tension） 界面张力与温度的关系 界面张力与温度的关系 凡影响分子引力的因素都影响?。分子引力（包括健合力，库仑力及范德华力）越强，表面张力越大。当温度相同时，金属体，离子化合物，强极性化合物，非极性化合物的?依次递减。在20℃时,正己烷?=18.43mN·m-1，水的?=72.8mN·m-1，汞的?=486.5mN·m-1 影响表面张力的因素 影响表面张力的因素 二、几种界面的表面能：1．溶液的表面能对于A与B两种液体所成溶液的σ，可用下式来估计  若σB〈〈σA时，σ〈〈σA则溶质B为溶剂A的表面活性物质。两液A与B的比表面能σA与σB接近时，可用下式来估计其溶液的σ：σ=σA·xA+σBxB-bxAxB  b为经验常数，对于理想溶液b=0 2．缔合液体表面能 。式中k(2.12×10-7)当液体分子的极性强，分子间的引力大，表面能大，则能缔合增大M。3．固体的界面能同一温度下，同一物体的固体比液体的表面能要大。 4．液-液界面能一些液体与水接触的表面能常小于水的表面能，但汞除外，σHgs-g=0.485。表：一些液体与水的界面能（20℃，水的σ=0.073J.m-2） Hg, C6H14, CS2, CCl4, C6H6, CHCl3, C6H5NO2, (C2H5)20 0.375, 0.051, 0.048, 0.045, 0.035, 0.033, 0.026, 0.011对于液-液界面能，其界面能的大小与两液体性质有关，常用以下公式估计： A，? 安特罗夫式：A与B两种难相溶的液体界面能大致等于两液各自的表面能σA与σB之差： σ=σA-σB b，贺克斯（Fowkes）式：认为液体的界面张力应是分子间各种作用力的综合贡献。分子间可有色散力（d），氢健（h）、金属健（m）电子作用（π）和离子作用（i）等。即σ=σd+σh+σm+σπ+σi但其中只有 σd 是各种液体都有，而且是主要的。 ?例如烃类σ烃主为σd 。水的σ水则必须考虑 σd+σh ，汞的σ汞应为σd+σm ，两液相A与B的界面张力 , 应为界面附近两液分子的界面张力的共同贡献：σAB=σA+σB -2在室温下，液烃的σ d烃接近 σ烃，水的σd 约为 22×10-5N·cm-1．汞的σ汞约为200×10-5N·cm-1 C,格里发科·古得（Grifalea Good）式φ值大约在0.51～1.15之间，当φ大致为0.51～0.78时液体不能与水形成氢键， φ值在1.00～1.15的液体，能与水形成氢键。  b．减小比表面能的表面现象。 2．巨表面效应在等温等压下，物体分散成细粒时，体系的总体积不变,表面积增大 增大可见细粒的化学势较大，饱和P蒸较大，因而细粒的化学性质较活泼，从而表现出熔点较低，溶解度较大，有过冷液体过饱和溶液等亚稳状态。 1.2 弯曲表面下的附加压力与蒸气压 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