文档介绍：第八章表面现象与分散系统
表面现象:相与相之间界面上发生的特殊现象
分散系统:具有巨大相界面的系统
分散系统
表面现象
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(一) 表面现象
§ 表面自由能与表面张力
§ 纯液体的表面现象
§ 气体在固体表面上的吸附
§ 溶液的表面吸附
§ 表面活性剂及其作用
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§ 表面自由能与表面张力 Surface free energy and surface tension
单组分密闭系统:
dG = -SdT + Vdp +wr’
在等温等压条件下:
(dG)T,p = wr’= dA
表面功:可逆扩大表面积所做的功
wr’= dA= (dG)T,p
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一、表面自由能,比表面能
----比表面能
单位:Jm-2
物理意义:
从定义式看,定温定压下,可逆增加单位表面积引起系统自由能的增量即为比表面能。
:单位表面积上的分子比相同数量的内部分子超额的吉布斯自由能。
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二、表面张力
单位:Nm-1
物理意义:表面紧缩力。
定义:在相表面的切面上,垂直作用于表面任意单位长度上的紧缩力。
表面为一曲面:
例如:表面为一平面:肥皂水膜
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三、影响表面张力的因素
1. 物质的种类及共存相的种类(性质)
20℃ H2O(l) C6H6(l) CCl4(l)
/Nm-1
(H2O- C6H6)
(l4)
2. 温度:一般情况下,T,。因分子间引力减弱
如常压下的纯液体:
为温度不变时扩大表面积所吸的热>0
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四、表面热力学
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五、表面自由能(巨大表面系统)
例1: 20℃,p下,将1kg水分散成10-9m半径的小水滴需做功多少?已知= Nm-1, =1000 kgm-3
解: Wr’= A = (A2 – A1)
A2 =  n  4r2
而 1kg = n × ( 4/3r3 )
n =  1023个
Wr’=310-3/r=218 kJ
而218 kJ的能量相当于1kg水升温50℃(),10-3J。
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§ 纯液体的表面现象 Surface phenomena of pure liquid
一、弯曲液面的附加压力
平面凸液面(convex) 凹液面(concave)
p=0 p指向球心p指向球心
p=?
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实验:
Young-Laplace equation
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