物理化学13.ppt.ppt

Chapter13 表面物理化学;表面和界面 (surface and interface);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。 ;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）;分散度与比表面;;§13.1 表面张力及表面Gibbs自由能;表面张力（surface tension）;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.; 如果在活动边框上挂一重物，使重物质量W2与边框质量W1所产生的重力F与总的表面张力大小相等方向相反，则金属丝不再滑动。;表面张力; 表面张力也可以这样来理解：;纯物质的表面张力与分子的性质有关，通常是;表面热力学的基本公式;???面热力学的基本公式;表面自由能 (surface free energy);界面张力与温度的关系;溶液的表面张力与溶液浓度的关系;溶液的表面张力与溶液浓度的关系; 表面活性物质的浓度对溶液表面张力的影响;稀溶液的 曲线的三种类型 ;§13.2 弯曲表面上的附加压力和蒸气压; 弯曲表面上的附加压力; 弯曲表面上的附加压力;; 弯曲表面上的附加压力;附加压力的大小与曲率半径有关 ; 对活塞稍加压力，将毛细管内液体压出少许;代入; 凹面上因外压与附加压力的方向相反，液体所受的总压等于外压和附加压力之差，总压比平面上小。相当于曲率半径取了负值。; 1。假若液滴具有不规则的形状， 则在表面上的不同部位曲面弯曲 方向及其曲率不同，所具的附加 压力的方向和大小也不同，这种 不平衡的力，必将迫使液滴呈现球形 ;例 毛细管中装有某种液体，在一端加热，液体流动方向如何？;毛细管现象;毛细管现象;1.曲率半径 R‘ 与毛细管半径R的关系：;;y;弯曲表面上的蒸汽压——Kelvin公式;弯曲表面上的蒸汽压——Kelvin公式;讨论：; 1. 为什么人工降雨时要在云层喷撒AgI微粒？ ;为防止液体过热。 由于沸石或毛细管这些多孔物质的孔中储存有气体，加热时，这些气体成为新相种子，因而绕过了形成极微小气泡的困难阶段，使液体的过热的程度大大降低。;溶液貌似均匀，实际上表面相的浓度与本体不同 ; 溶液降低表面自由能的方法除了尽可能地缩小表面积外，还可调节不同组分在表面层中的数量;Gibbs吸附公式;它的物理意义是：在单位面积的表面层中，所含溶质的物质的量与具有相同数量溶剂的本体溶液中所含溶质的物质的量之差值。;§13.4 液-液界面的性质; 设液体1，2和气体间的界面张力分别为g1,g, g2,g和g1,2;单分子表面膜——不溶性的表面膜;单分子表面膜——不溶性的表面膜;§13.6 液-固界面——润湿作用;§13.6 液-固界面——润湿作用;; 设各相界面都是单位面积，该过程的Gibbs自由能变化值为： ;什么是浸湿过程？;;铺展过程;铺展过程;接触角与润湿方程;接触角与润湿方程;接触角与润湿方程;表面活性剂的分类; 表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会自相结合，形成聚集体，使憎水基向里、亲水基向外。;临界胶束浓度;吸附现象的本质——化学吸附和物理吸附;固体表面的特点;吸附等温线;吸附量的表示;吸附量与温度、压力的关系;吸附等温线;吸附等温线的类型;吸附等温线的类型;吸附等温线的类型;吸附等温线的类型;吸附等温线的类型;吸附等温线的类型;Langmuir吸附等温式;达到平衡时，吸附与脱附速率相等。;以q 对p 作图，得：;重排后可得：;m为吸附剂质量;对多种气体混合吸附的Lngmuir吸附等温式为：;;Freundlich 等温式;;吸附现象的本质——物理吸附和化学吸附;4. 吸附稳定性不高，吸附与解吸速率都很快;吸附现象的本质——物理吸附和化学吸附;4. 吸附很稳定，一旦吸附，就不易解吸。; 物理吸附和化学吸附可以相伴发生，所以常需要同时考虑两种吸附在整个吸附过程中的作用，有时温度可以改变吸附力的性质 ;金属表面示意图 ;化学吸附热;化学吸附与催化反应; 一种好的催化剂必须要吸附反应物，使它活化，这样吸附就不能太弱，否则达不到活化的效果。;气-固相表面催化反应速率