表面科学工程液体表面课件.pptxVIP

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2、液体表面 n 表面张力 n 表面热力学 n 弯曲液面 (Laplace方程, Kelvin公式) n 液体表面的吸附 (Gibbs吸附等温式) 1 表面张力 表面张力:单位长度上的作用力。 表面张力可理解为系统增加单位面积时所作的可逆功。 F x 2 表面张力热力学 在恒温、恒压下: 表面张力等于比表面自由焓(自由能3) 单位面积自由焓 平衡时: 液体表面张力的测定 n 毛细高度法 n 气泡最大压力法 n 滴体积(重)法 n 脱环法 n 吊片法 n 停滴(泡)法 n 悬滴法 4 弯曲液面—Laplace公式 三种形式的液体表面情况:凹面,凸面,平面 1、球面 5 2、任意曲面 用两个曲率半径来描述任意曲面: ——Laplace方程 (平液面时), 成为球面 若: 6 Kelvin公式 液滴半径越小,其蒸汽压越大。 平液面蒸汽压 弯液面蒸汽压 液体摩尔体积 液体分子量 液体密度 弯液面曲率半7径 Gibbs吸附等温式 溶液表面张力:与组成、温度、 压力有关; 第一种类型 溶液的表面张力随溶质浓度 成直线增加; 如:一般为强电解质水溶液 (无机盐以及蔗糖,甘露醇 等多羧基有机物) NaCl水溶液 c σ 8 第二种类型 醇、醛、酸、酮与胺等有机物,在稀溶液中可 以明显降低溶液的表面张力;在稀溶液中各种脂肪 酸表面张力下降与浓度成正比: 溶剂表面张力 溶液表面张力 特性常数 9 第三种类型 加入少量物质可显著 降低溶液表面张力,至 一定浓度后表面张力不 再有明显变化。 如:有机碱金属盐, 磺酸盐,硫酸盐,苯磺 酸盐等; σ c 十二烷基硫酸纳的曲线 10 NaCl水溶液 Gibbs等温公式 适合于气-液,液-液和固-液,固-气界面 正吸附:溶液表面的浓度大 于本体浓度——表面超量 负吸附:溶液表面的浓度小 于本体浓度——表面亏量 丁酸 c σ 11 一些液体表面自由能 12 表面张力随温度变化 13 的意义 溶质2在单位面积上的过剩量——表面超量 G’ =0 0 G 14 Gibbs等温式的应用 n 气-液界面 n 固-气界面 15 界面化学的四大基本定律 n Gibbs公式 nLaplace公式 nKelvin公式 nYoung公式 16 Have a break 17

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