【正文】 ?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回 物理化學(xué)電子教案 — 第十二章表面物理化學(xué)Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回第十二章 表面物理化學(xué)掌握表面吉布斯自由能、表面張力的概念及表面張力 與溫度的關(guān)系掌握彎曲液面下的附加壓力、彎曲液面上的飽和蒸 氣壓等概念，能應(yīng)用 Laplace公式會應(yīng)用 Kelivn公式，并能解釋一些常見的表面現(xiàn)象能用吉布斯吸附等溫式作簡單的計(jì)算了解表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和表面活性劑的分類 及幾種重要作用理解液固界面的鋪展和潤濕情況了解吸附等溫線的主要類型2022/2/16?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回 表面吉布斯自由能和表面張力v表面和界面v界面現(xiàn)象的本質(zhì)v比表面v分散度與比表面v表面功v表面自由能v表面張力v界面張力與溫度的關(guān)系v影響表面張力的因素Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回表面和界面 (surface and interface) 界面是指兩相接觸的約 幾個(gè)分子厚度的過渡區(qū)，若其中一相為氣體，這種界面通常稱為表面。 常見的界面有：氣 液界面，氣 固界面，液 液界面，液 固界面，固 固界面。 嚴(yán)格講表面應(yīng)是液體和固體與其 飽和蒸氣（真空 ）之間的界面，但習(xí)慣上把液體或固體與 空氣 的界面稱為液體或固體的表面。Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回 液界面空氣氣 液界面Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回 固界面氣 固界面Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回 液界面液 液界面Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回玻璃板液 固界面 固界面Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回 固界面鐵管Cr鍍層固 固界面Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回界面現(xiàn)象的本質(zhì) 表面層分子與內(nèi)部分子相比，它們所處的環(huán)境不同。 體相內(nèi)部分子所受四周鄰近相同分子的作用力是 對稱的，各個(gè)方向的力彼此抵銷； 但是處在界面層的分子，一方面受到體相內(nèi)相同物質(zhì)分子的作用，另一方面受到性質(zhì)不同的另一相中物質(zhì)分子的作用，其 作用力未必能相互抵銷 ，因此，界面層會顯示出一些獨(dú)特的性質(zhì)。Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回比表面（ specific surface area） 比表面通常用來表示物質(zhì)分散的程度，有兩種常用的表示方法：一種是單位質(zhì)量的固體所具有的表面積；另一種是單位體積固體所具有的表面積。即：式中， m和 V分別為固體的質(zhì)量和體積， A為其表面積。目前常用的測定表面積的方法有 BET法和色譜法。Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回分散度與比表面 把物質(zhì)分散成細(xì)小微粒的程度稱為分散度。把一定大小的物質(zhì)分割得越小，則分散度越高，比表面也越大。 例如，把邊長為 1cm的立方體 1cm3逐漸分割成小立方體時(shí)，比表面增長情況列于下表：邊長 l/m 立方體數(shù) 比表面 Av/（ m2/m3）1102 1 6 102 1103 103 6 103 1105 109 6 105 1107 1015 6 107 1109 1021 6 109 Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回表面功（ surface work）式中 為比例系數(shù)，它 在數(shù)值上等于當(dāng) T， P及組成恒定的條件下，增加單位表面積時(shí)所必須對體系做的可逆非膨脹功。 由于表面層分子的受力情況與本體中不同，因此如果要把分子從內(nèi)部移到界面，或可逆的增加表面積，就必須克服體系內(nèi)部分子之間的作用力，對系統(tǒng)做功。 溫度、壓力和組成恒定時(shí)，可逆使表面積增加 dA所需要對系統(tǒng)作的功，稱為表面功。用公式表示為：Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回表面自由能 (surface free energy)由此可得： 考慮了表面功，熱力學(xué)基本公式中應(yīng)相應(yīng)增加 dA一項(xiàng)，即：Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回表面自由能 (surface free energy) 廣義的表面自由能定義： 狹義的表面自由能定義： 保持溫度、壓力和組成不變，每增加單位表面積時(shí)， Gibbs自由能的增加值稱為表面 Gibbs自由能，或簡稱表面自由能或表面能，用符號 或 表示，單位為 Jm2。 保持相應(yīng)的特征變量不變，每增加單位表面積時(shí)，相應(yīng)熱力學(xué)函數(shù)的增值。Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回表面張力（ surface tension） 在兩相 (特別是氣 液 )界面上，處處存在著一種張力，它 垂直于表面的邊界，指向液體方向并與表面相切 。 把垂直作用于單位邊界線上的這種力稱為表面張力，用 g 表示 ， 單位是 Nm1。Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回表面張力（ surface tension） 如果在活動邊框上掛一重物，使重物質(zhì)量 W2與邊框質(zhì)量 W1所產(chǎn)生的重力 F（ F=（ W1+W2） g） 與總的表面張力大小相等方向相反，則金屬絲不再滑動。 這時(shí) l是滑動邊的長度，因膜有兩個(gè)面，所以邊界總長度為 2l， 就是作用于單位邊界上的表面張力。Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回表面張力Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回界面張力與溫度的關(guān)系 溫度 升高 ，界面張力 下降 ，當(dāng)達(dá)到臨界溫度 Tc時(shí)，界面張力趨向于 零 。這可用熱力學(xué)公式說明：因?yàn)檫\(yùn)用全微分的性質(zhì)，可得：等式左方為正值，因?yàn)楸砻娣e增加，熵總是增加的。所以 隨 T的增加而下降 。Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回界面張力與溫度的關(guān)系 Ramsay和 Shields提出的 與 T的經(jīng)驗(yàn)式較常用 :?Vm2/3 =k（ ） 式中 Vm為摩爾體積， k為普適常數(shù)，對非極性液體， k =107 JK1 。Date?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回影響表面張力的因素（ 1）分子間相互作用力