第八章--表面化学

第八章 表面现象与分散系统教学目的要求1、理解表面张力、表面自由能等概念，会用其解释有关表面现象。2、了解表面化学的三个基本公式：拉普拉斯公式、开尔文公式、吉布斯吸附等温式及其应用。3、了解表面活性剂的作用及应用。4、理解胶体分散系统的特征，布朗运动及扩散，光散射现象。5、掌握胶团结构和电动电势的意义及其对稳定性的影响，溶胶的聚沉。6、了解溶胶的制备与净化。教学重点1、表面自由能与表面张力。2、 弯曲表面现象。3、 溶液的表面吸附。4、 胶体分散系统的特征。5、 溶胶的电性质。6、 溶胶的聚沉。7、 溶胶的制备。教学难点1、弯曲液面下的附加压力。2、弯曲液面上的饱和蒸汽压。3、毛细管现象。4、胶体粒子的双电层。密切接触的两相之间的过渡区（大约几个分子层厚度）称为界面，通常有液-气, 固-气, 固-液, 液-液,固-固等界面。若密切接触的两相中有一相是气体则称为表面。本章讨论表面（包括界面）现象。通常的情况下处于系统界面层的分子比物系内部的分子少得多，因而可以忽略不计。界面层分子受的力与内部分子受的力不同，因此表现出一些特别的性质，当物系的分散度很大时，则必需考虑界面层分子的特别性质和由此产生的界面现象。8-1 表面吉布斯函数和表面张力一、比表面和表面功用比表面来表示物系的分散度，比表面的定义为单位体积的物质所具有的表面积，或单位质量的物质所具有的表面积，分别用 图9-1 界面层分子与体相分子所处状态不同液体蒸气F≠0f=0As 和 Aw 表示，即 As = A / V (m-1)Aw = A / m (m -1)A 为系统的表面积。处于物系界面层的分子与处于内部的分子受的力不同，能量也不同，以最简单的液体蒸气组成的系统为例加以说明。如图所示。其结果导致：●液体表面有自动收缩的趋势；●界面层分子有自发与外来分子发生化学或物理结合的趋势。 由于表面层的分子处于不对称的力场中，使表面层的分子受到一个向内的拉力,因此要扩大表面积，必须对系统作功。系统在温度、压力和组成不变的条件下，可逆地增加表面积时对系统作的非体积功称为表面功， 表面功与系统增加的面积成正比，即δW’ =σdA (8-1-1)式中 σ 表示在温度、压力和组成不变的条件下，可逆地增加单位表面积对系统作的非体积功，称为比表面功。ΔWr’ = dG =σdA所以 σ 又称为比表面吉布斯函数。单位是。二、表面热力学基本方程以前在讨论热力学基本方程式时，都假设只有体积功，现在考虑到表面功时，热力...