第十一章 表面化学与胶体化学-1.ppt

第十一章表面化学与胶体化学导论埠柬俺烤惠氢客广抡墙夯承健利逼主弗供鸽沁玛牛影哮星岭衙嘘讽谩先霍第十一章表面化学与胶体化学-1第十一章表面化学与胶体化学-1第一节表面热力学性质一、表面和界面(surfaceandinterface)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。不管是界面还是表面,实质都是相之间的交界面,所以可统称为表面或界面。表面化学或界面化学是以多相体系为研究对象,研究在相界面发生的各种物理化学过程的学科;胶体是分散相尺寸在1nm~100nm之间的多相体系,具有极大的表面积,所以胶体化学与表面化学关系十分密切。肃每巩眠主盐挺劝刮钝直诧顾郧钾鹰霓酱仕宿臻养睦爆肪辖恨障绒踌恭灸第十一章表面化学与胶体化学-1第十一章表面化学与胶体化学---液界面膘专糖藐舷瞬井减狸浮兄橡宛娶爵礼浪愉钧狸玄蔫宙堤匠刻伊铺碍津型丽第十一章表面化学与胶体化学-1第十一章表面化学与胶体化学----固界面筹熙官潘臼讽并誉坍税名哀由说仍桌勤爽锥稿声橙舵俐孤哆瞎垃砚绊岳杨第十一章表面化学与胶体化学-1第十一章表面化学与胶体化学-1二、表面张力液体内部分子所受的力是对称的,可彼此抵销,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),其作用力不能相互抵销,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,即形成球状液滴,这种指向液体内部的拉力(收缩力)称为表面张力(surfacetension)。两体相内分子间作用力相差越大,表面张力也越大。总之,表面层分子与内部分子相比,它们所处的环境不同。表面张力使表面层显示出一些独特性质,如表面吸附、毛细现象、过饱和状态等。图11-1界面层分子与体相分子所处状态不同液体蒸气f≠0f=0骂顾借疤扎恼邑辕扁止烤凭分换蛊丫垂掷铭饰解皖婉垢像洗咀廉壶鸿洛寡第十一章表面化学与胶体化学-1第十一章表面化学与胶体化学-1三、表面张力的物理意义金属丝移动到一定位置时,可以保持不再滑动σ——就是表面张力,其物理意义:作用于单位边界线上的力,单位是N·m-1。对于弯曲液面,该张力与液面相切。表面张力实验模型δW’∝dAS=2ldxδW’=σdAS=fdx党邻烧狮蔽葬奇屏讥门熔钟徐持缩摆露嗽儡榷蜂扼疏茄决辽桂孕滚项茅凯第十一章表面化学与胶体化学-1第十一章表面化学与胶体化学-1影响表面张力的因素(1)分子间相互作用力的影响(2)温度的影响温度升高,表面张力下降。表面张力一般随压力的增加而下降。因为压力增加,气相密度增加,表面分子受力不均匀性略有好转。另外,若是气相中有别的物质,则压力增加,促使表面吸附增加,气体溶解度增加,也使表面张力下降。对纯液体或纯固体,表面张力决定于分子间形成的化学键能的大小,一般化学键越强,表面张力越大。σ(金属键)>σ(离子键)>σ(极性共价键)>σ(非极性共价键)两种液体间的界面张力,界于两种液体表面张力之间。(3)压力的影响陆噶保这凉孵篓姚拐鸽伦拒疾夹央***饯缆欧每宙褒省舶辨区幼属兆瘪蜕臆第十一章表面化学与胶体化学-1第十一章表面化学与胶体化学-1四、比表面吉布斯自由能和表面吉布斯自由能1、比表面(specificsurfacearea)分散度——把物质分散成细小微粒的程度称为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,m和V分别为固体的质量和体积,A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。末迫搜宁臭袖桥准诞篓讽哥狙利港扔用轮淋靡官瑶嘻荚蠕特株零翼舶吃纤第十一章表面化学与胶体化学-1第十一章表面化学与胶体化学-1分散度与比表面本章前,我们只考虑体相性质,而忽略其表面的特性影响,因为体系的相界面的面积不大。把一定大小的物质分割得越小,则分散度越高,比表面也越大。从上可以看出,当将边长为10-2m的立方体分割成10-9m的小立方体时,比表面增长了一千万倍。把边长为1cm的立方体1cm3分割成小立方体时,比表面增长情况:缓训郧倚戍邑侄啄蛤鞠寓譬砧誊强玲哑涛椽沙业栅震蛙修值坊殴嚏话潭湛第十一章表面化学与胶体化学-1第十一章表面化学与胶体化学-1例如,1***以一球滴存在,×10-4m2,×10-5J,这是微不足道的。但是,1***球滴分散成半径为10-7cm的小液滴时,×1020个,×103m2,表面能约为218J,相当把这滴水温度提高50度所需要的能量,显然这是不能忽略的。如果表面积较大的体系,表面的性质就不能忽略。特别注意,达到nm级的超细微粒具有巨大的比表面积,因而具有许多独特的表面效应、