【正文】 第八章 表面現(xiàn)象與分散系統(tǒng) 習(xí)題課 總結(jié) 例 1 例 2 例 3 例 4 例 5 例 6 例 7 9 概念 1 2 5 6 7 8 3 4 2 1 比表面 Gibbs函數(shù)的定義式為 ______________________. pTG,?????????A? 2 在有機(jī)物溶液的分餾或蒸餾實(shí)驗(yàn)中 , 常要往液體里加一些沸石 , 其目的是 : ______________________________________. 使微小氣泡易于生成 , 降低液體過(guò)熱程度 . 例 1 填空與選擇題 9 概念 1 2 5 6 7 8 3 4 3 3 有兩塊玻璃板和兩塊石臘板當(dāng)中均夾有水 , 欲將兩種板分開(kāi) , ______板會(huì)更費(fèi)勁 , 這是因?yàn)? _________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________ . 玻璃 水能潤(rùn)濕玻璃 , 分開(kāi)玻璃板時(shí)新產(chǎn)生大面積的水 空氣界面 , 因?yàn)樗谋缺砻?Gibbs函數(shù)較大 ,所以外界須提供較大的功 。 而分開(kāi)石臘板時(shí)水因不能潤(rùn)濕石臘而自動(dòng)縮成球滴 , 新產(chǎn)生的水的表面小 4 有人設(shè)計(jì)如圖所示的“永動(dòng)機(jī)” , 不斷上升的液體在未達(dá)最高點(diǎn)之前就折回并滴下 , 推動(dòng)小渦輪轉(zhuǎn)動(dòng) . 這種“永動(dòng)機(jī)”不可能造成的原因是 _____________________________ ___________________________________________________________________________________________________. 毛細(xì)上升的動(dòng)力在于凹液面下的附加壓力 , 而在液滴脫離管口的過(guò)程中 , 凹液面曲率半徑增大 , 附加壓力隨之減小 , 當(dāng)減小到與靜壓差相等時(shí)就達(dá)平衡 9 概念 1 2 5 6 7 8 3 4 4 5 膠體系統(tǒng)的主要特征是 __________________________________. 高度分散的多相性和熱力學(xué)不穩(wěn)定性 6 膠體系統(tǒng)能在一定程度上穩(wěn)定存在的主要原因包括 : __________________________________________________________. 其中以 _________________最為重要 . (1)溶膠的動(dòng)力穩(wěn)定性 。 (2)膠粒帶電的穩(wěn)定性 。 (3)溶劑化的穩(wěn)定作用 膠粒帶電的穩(wěn)定性 7 丁達(dá)爾效應(yīng)是由光射到膠體上所產(chǎn)生的 ____現(xiàn)象引起的 . A. 透射 B. 反射 C. 衍射 D. 散射 E. 干射 F. 折射 D 9 概念 1 2 5 6 7 8 3 4 5 8 下列各性質(zhì)中 ______不屬于溶膠粒子的動(dòng)力學(xué)性質(zhì) . A. 布朗運(yùn)動(dòng) B. 擴(kuò)散 C. 電泳 D. 沉降平衡 C 9 混合等體積的 mol?dm－ 3 KI和 mol?dm－ 3 AgNO3溶液 , 可得到溶膠 . 對(duì)于此溶膠 , 下述電解質(zhì)中 ____的聚沉能力最強(qiáng) . A. CaCl2 B. NaCN C. Na2SO4 D. MgSO4 C 9 概念 1 2 5 6 7 8 3 4 6 例 2 已知水在 20℃ 時(shí)的表面張力為 ?m1， ?= 1 g? cm3， 0℃ 時(shí)水的飽和蒸氣壓為 。 在0℃ ～ 20℃ 內(nèi)水的 ?vapHm= kJ?mol1。 求在 20 ℃ 時(shí)半徑為 109 m水滴的飽和蒸氣壓 。 解：要求 20℃ 時(shí)水滴的飽和蒸氣壓 ， 首先要求出該溫度下平面水的飽和蒸氣壓 。 則根據(jù)克 克方程： 1273 1)273( )293(ln ??????? ???RHKpKp mv a p p(293K)=2074Pa 根據(jù) Kelvin公式 ?? ??RT rMpp rpr=6011Pa 9 概念 1 2 5 6 7 8 3 4 7 例 3 19℃ 時(shí)，丁酸水溶液的表面張力與濃度的關(guān)系可以準(zhǔn)確地用下式表示： ? ?BcA ??? ? 1lnσσ其中 ?*是純水的表面張力， c為丁酸濃度， A,B為常數(shù) (1)導(dǎo)出此溶液表面吸附量 ?與濃度 c的關(guān)系 。 (2)已知 A= N?m1, B= dm3?mol1, 求丁酸濃度為 ?dm3時(shí)的吸附量 ?。 (3)求丁酸在溶液表面的飽和吸附量 ??。 (4)假定飽和吸附時(shí)表面全部被丁酸分子占據(jù)，計(jì)算每個(gè)丁酸分子的橫截面積 9 概念 1 2 5 6 7 8 3 4 8 解 : (1)將題目給定關(guān)系式對(duì)濃度 c求導(dǎo)，得 代入吉布斯吸附公式，得 BcAB?????1cσ)1(cσBcRTAB cRTc???????(2) 將 A=?m1, B= dm3?mol1, T=292K, c= mol ?dm3代入上式，計(jì)算得： ?= 106 mol m2 9 概念 1 2 5 6 7 8 3 4 9 (3) 當(dāng) c很大時(shí)， 1+Bc ? Bc, 則： RTABcRTAB c ???? )1((4)假定飽和吸附時(shí)表面全部被丁酸分子占據(jù)，則丁酸分子的橫截面積為： 223618101 nmLA ??????? ??面積 ??? ????? mm olRTA9 概念 1 2 5 6 7 8 3 4 10 膠團(tuán)結(jié)構(gòu) : ? ?? ?? ? ? ?? ?? ? ???? ???? K4K)(4CNFeCNFeCu 446m62 xxnn x膠粒帶負(fù)電 . 亞鐵氰化銅溶膠的穩(wěn)定劑是亞鐵氰化鉀 , 該膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)式是什么 ?膠粒所帶電荷的符號(hào)如何 ? 例 4 9 概念 1 2 5 6 7 8 3 4 11 寫(xiě)出由 FeCl3水解制得 Fe(OH)3溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu) . 已知穩(wěn)定劑為 FeCl3. 水解反應(yīng) : FeCl3 + 3H2O ? Fe(OH)3 + 3HCl FeCl3為穩(wěn)定劑時(shí) , 固體表面吸附的是 Fe3+, Cl－ 為反離子 , 膠團(tuán)結(jié)構(gòu)為 : ???? ???? Cl3}Cl)(3Fe]F e ( O H ){[ 33m3 xxnn x膠核 膠粒 膠團(tuán) 5 總復(fù)習(xí) 9 概念 1 2 5 6 7 8 3 4 13 熱力學(xué)第一定律 解決變化過(guò)程的能量問(wèn)題 熱力學(xué)第一定律表述 熱力學(xué)第一定律的應(yīng)用 數(shù)學(xué)表達(dá)式 適用于封閉系統(tǒng)，非體積功為零 理想氣體過(guò)程 相變過(guò)程 化學(xué)反應(yīng) 實(shí)際氣體過(guò)程 等溫過(guò)程 等壓過(guò)程 等容過(guò)程 絕熱過(guò)程 節(jié)流膨脹 PVT都變化過(guò)程 不可逆相變過(guò)程 可逆相變過(guò)程 蓋斯定律 標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓 標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒焓 標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓 基爾霍夫公式 d U Q W????U Q W? ? ?9 概念 1 2 5 6 7 8 3 4 14 一、基本概念和公式 H U + pV def ① 均是狀態(tài)函數(shù) ②單位： J ③ 容量性質(zhì) 系統(tǒng)分類(lèi) ：密閉；開(kāi)放；孤立系統(tǒng) 內(nèi)能與焓： 第一章 熱力學(xué)第一定律 9 概念 1 2 5 6 7 8 3 4 15 狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì)： ①只決定于始終態(tài)，而與途徑無(wú)關(guān) (可 通過(guò)設(shè)計(jì) ) ?U=Q + W Qr+Wr ?U1+ ?U2 devise devise ? ???? 21 12UU UUdUU? ??? 0dUU如：熱力學(xué)第一定律 ② 狀態(tài)函數(shù)的微小改變量是個(gè)全微分 9 概念 1 2 5 6 7 8 3 4 16 ΔU = Q+W ， dU =Q +W （封閉系統(tǒng)，非體積功為零） 二、 熱力學(xué)函數(shù)的計(jì)算 1 、 ΔU 和 ΔH的計(jì)算 ΔH= ?U+(p2V2 ?p1V1) 9 概念 1 2 5 6 7 8 3 4 17 P外 =常數(shù) P外 =p?dp ?p 理想氣體等溫可逆膨脹 pV=constant Q =W =∫pdV= nRT ln(V2/V1) 理想氣體絕熱可逆膨脹 pV ?=constant 抗恒外壓膨脹 : W= p外 ?V ； 相變 : W=p?V =p(Vg –Vl,s ) ? pVg=nRT； P外 =0, 自由膨脹 : W=0； W = ?U= CV(T2 ?T1 ) 功： W=∫p外 dV 理想氣體 理想氣體絕熱膨脹 : W = ?U= CV(T2 ?T1 ) 9 概念 1 2 5 6 7 8 3 4 18 熱 Q： 無(wú)相變無(wú)化學(xué)變化 ， 只做體積功的 任意物質(zhì)（ 從 ①② 式可得 ） ： (dU