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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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