文档介绍：物理化学
华中师范大学化学系物理化学课程组
电子教案
第六章
胶体及界面化学
第六章
§ 界面现象及界面自由能
§ 溶液的界(表)面吸附
§ 固体表面吸附
§ 胶体性质和结构
§ 大分子化合物性质与大分子溶液
§
界面现象及界面自由能
一界面自由能
二弯曲液体表面的附加压力
三弯曲液体表面上的蒸气压
四润湿作用
表面和界面(surface and interface)
界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区,若其中一相为气体,这种界面通常称为表面。
常见的界面有:气-液界面,气-固界面,液-液界面,液-固界面,固-固界面。
严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间的界面,但习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的表面。
根据两相物理状态的不同,界面上的分子和体相中的分子所处的环境不一样,性质也不同,所以界面层具有某些特殊性质。
表面和界面
-液界面
常见的界面有
-固界面
表面和界面
-液界面
-固界面
-固界面
界面现象的本质
对于单组分体系,这种特性主要来自于同一物质在不同相中的密度不同;对于多组分体系,则特性来自于界面层的组成与任一相的组成均不相同。
表面层分子与内部分子相比,它们所处的环境不同。
体相内部分子所受四周邻近相同分子的作用力是对称的,各个方向的力彼此抵销;
但是处在界面层的分子,一方面受到体相内相同物质分子的作用,另一方面受到性质不同的另一相中物质分子的作用,其作用力未必能相互抵销,因此,界面层会显示出一些独特的性质。
界面现象的本质
最简单的例子是液体及其蒸气组成的表面。
液体内部分子所受的力可以彼此抵销,但表面分子受到体相分子的拉力大,受到气相分子的拉力小(因为气相密度低),所以表面分子受到被拉入体相的作用力。
这种作用力使表面有自动收缩到最小的趋势,并使表面层显示出一些独特性质,如表面张力、表面吸附、毛细现象、过饱和状态等。
比表面(specific surface area)与分散度
比表面--通常用来表示物质分散的程度,有两种常用的表示方法:
一种是单位质量的固体所具有的表面积;
另一种是单位体积固体所具有的表面积。
式中,W 和V分别为固体的质量和体积,S为其表面积。目前常用的测定表面积的方法有BET法和色谱法。
分散度--把物质分散成细小微粒的程度称为分散度。物质分割得越小,分散度越高,比表面也越大。