文档介绍：“胶体”定义:指具有高度分散的分散体系(亦是研究对象),分散相可以是一相和多相,粒子大小通常为10-7~10-9m之间。
亲液胶体(溶胶):如蛋白质、明胶,是热力学稳定体系
憎液胶体(溶胶):如金溶胶、硫化***溶胶,是热力学不稳定体系
通常按分散程度不同可将分散体系分为三类:粗分散、胶体分散、分子分散
胶体的各种性质与表面密切相关,所以研究表面现象就成为胶体化学的重要内容之一
胶体化学的研究内容包括三个方面:表面现象,分散体系和高分子溶液。
对于纯液体,在恒温、恒压下,可以的增加体系的
表面积dA,则环境必须做功W′,应正比于表面积的增量,设比例常数σ。
则: , 式1-1
比例常数σ为表面能,单位J·m-2
σ(表面能)的定义:恒温恒压下,可逆地增加单位表面积,环境对体系所做的功,单位J·m-2。
可以看出,σ既是表面能,又是体现在单位长度上液体表面的收缩力,所以又称为表面张力,单位为N·M-1(mN·m-1)。
表面张力(σ):单位长度液体表面的收缩力,单位N·m-1(或mN·m-1)
Laplace方程:
表明ΔP与σ成正比,与曲率半径成反比,即曲率半径越小,ΔP越大,几种特殊情况:
讨论:1、曲面为球面,则R1=R2=R, ΔP=2σR
2、曲面为柱面,则R1=R,R2=∞,ΔP=σ/R
3、气泡存在两个g-l界面,且R1=R2=RΔP=4σ/R
Gibbs吸附公式:
如果是理想溶液或浓度很稀时,用C代替a。
表面“过剩量”的含义:
设组分i在α、β相中的浓度分别为Ciα、Ciβ,两个体相若以Gibbs几何面分开,则体系中i组分的物质的量为CiαVα、CiβVβ。实际上表面相i组分的浓度不同,且不均匀,它们的物质量之差为: niσ=ni-(CiαVα+CiβVβ)
niσ就代表i组分的表面“过剩量”,实质为表面浓度与体积浓度的差值。
接触角:在固、l、g三相交界处,作l-g界面的切线,由此切线经液体内部与液固界面所成的夹角。
热力学判据接触角判据
沾湿- Wa=σg-l(1+cosθ)≥0 θ≤180°
浸湿 A=σg-lcosθ≥0 θ≤90°
铺展 S=σg-l(cosθ-1)≥0 θ≤0°
固体表面能定义:恒温、恒压下产生单位新表面积时所产生的体系Gibbs函数的增量。Gs也是恒温、恒压时产生单位新表面积时环境所耗费的可逆功,此功也常称作为内聚功.
表面张力:新产生的两个固体表面的表面应力之和的一半叫表面张力。
吸附等温线的类型:
类型Ⅰ:单分子层吸附,远低于P0时,即吸满单分子层,P上升, 不再增加。
类型Ⅱ:S型吸附等温线(常见),低压下为单分子层,压力增加,产生多分子层吸附。
类型Ⅲ:较少见,一开始即为多分子层吸附。类型Ⅱ、Ⅲ在P→P0时,曲线趋于纵轴平行线的渐近线,表明产生了吸附质的凝聚。
类型Ⅳ:低压下产生单分层吸附,压力增加,吸附剂的孔隙结构中产生毛细凝聚, 急剧上升,毛细孔中装满吸附质后, 不再上升。
类型Ⅴ:低压下即产生多分子层吸附,压力增加,毛细凝聚。
Langmuir单分子层吸附理论
Langmuir根据分子间作用力随距离上升而迅速下降的事实,提出了他的吸附理论,他假设:
(1)被吸附分子间无作用力,因而分子脱附不受周围分