文档介绍：界面化学和胶体化学
一界面化学
二胶体分散系统和大分子溶液
主要内容
1 表面自由能及表面张力
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一界面化学
表面自由能在温度,压力和组成一定的条件下,增加单位界(表)面时所引起系统Gibbs自由能的变化。其单位为: J· m-2
表面张力在相界(表)面的切面上,垂直作用于界(表)面上任意单位长度切线的界(表)面紧缩力。单位为:N· m-1
界(表)面自由能与界(表)面张力是同一物理概念不同表述。用表示
热力学函数计算
(ΔG)T,P=σΔA
2 弯曲表面上的附加压力和蒸气压
(1)Young-Laplace公式
①球面, R1=R2=r, Δp=2σ/r。
②水平液面,R1和R2→∞, Δp=0。
③气相中的气泡,
毛细管内液柱上升(或下降)
的高度(h)计算方法
(θ为液体与管壁之间的接触角,Δρ=ρl-ρg≈ρl)
Δp=2σcosθ/R=Δρg h
如果曲面为球面,
Δp=2σ/R=ρlg h
(2)弯曲表面上的蒸气压—Kelvin公式
3 液-固界面----湿润作用
或
杨氏湿润方程
当00≤θ< 900时,液体能润湿固体,
θ=00时,液体完全润湿固体。
当 900 < θ≤ 1800时,液体不能润湿固体。
4 溶液的表面吸附
Gibbs 吸附公式
若 dσ/da2<0,则G2>0,是正吸附。表面活性物质;若 dσ/da2>0,则Γ2<0,是负吸附。非表面活性物质。
5 固体表面吸附
BET吸附公式
Langmuir吸附等温式
式中V是吸附气体的体积,p是被吸附气体的压力, 是实验温度下液体的饱和蒸汽压, 是相当于在固体表面上铺满单分子层时被吸附气体在标准状态下的体积, 是与吸附热有关的常数。
二胶体分散系统和大分子溶液
1 胶团的结构
以AgNO3溶液与过量的KI溶液形成的AgI溶胶为例,其胶团结构表示式为
[(AgI)m n I –(n-x)K+]x– xK+
胶核
胶粒(带负电)
胶团(电中性)
2 电动现象
由于胶粒带电,而溶胶是电中性的,则介质带与胶粒相反的电荷。在外电场作用下,胶粒和介质分别向带相反电荷的电极移动,就产生了电泳和电渗的电动现象。
带电胶粒或大分子在外加电场的作用下向相反电荷的电极作定向移动的现象称为电泳。
在外加电场作用下,带电的介质通过多孔膜或半径为1~10 nm的毛细管作定向移动,这种现象称为电渗。