表面化學(xué)ppt課件-展示頁
2025-05-12 06:21本頁面
【正文】 r = ∞ ps = 0 , pi = po Ps 總是指向曲面的球心 2. γ越大， r越小，則 ps 越大 3. 由于液體或固體小顆粒的內(nèi)部存在較大的 附加壓力，使組分的化學(xué)勢發(fā)生變化，引 起體系物理、化學(xué)性質(zhì)的改變。 與溫度有關(guān) 對絕大多數(shù)液體 T↑,γ↓ 介紹 RS 方程 )( 32 ??? ? TTkV cm?Tc ：臨界溫度 Vm ：液體的摩爾體積 k：經(jīng)驗參數(shù)，對非締合的非極性液體 k≈ 107 J K1 介紹： Guggenheim 方程 )1( 0 ncTT?? ??γ0 ， n ： 經(jīng)驗參數(shù)，對有機液體， n=11/9， 對金屬 ， n≈1 但對 Cd, Fe, Cu 合金及一些硅酸鹽液體， T↑γ↑。 （二）表（界）面張力 surface (interface) tension 表 (界 )面張力是平行于表面且垂直作用于表面 上單位長度線段上的表面緊縮力。 第一節(jié) 比表面 Gibbs函數(shù)和表面張力 Gibbs function of specific surface and surface tension G L 液體表面的分子受到 指向液體內(nèi)部的合力 作用 . 液體表面分子比內(nèi)部分 子具有更高的能量 2.(比 )表面 Gibbs函數(shù) Gibbs function of specific surface 在等溫等壓的條件下 ,可逆地增加單位表 (界 )面 積所做的功 ,稱為 表 (界 )面功 。 第七章 表面現(xiàn)象 Fundamentals of interface(surface) chemistry G L 兩相界面處的分子具有特 殊的性質(zhì) 比表面 00mAAVAA總總或 ??A總 ： 體系的總表面積， V： 體系的體積 m ：體系的質(zhì)量 一、什麼是界 (表 )面化學(xué) 對具有巨大表面積的分散體系，界面分子的 特殊性對體系性質(zhì)的巨大影響不能忽略 界面化學(xué)： 在分子（原子）尺度上研究界面 上的物理和化學(xué)過程的科學(xué) 液體－氣體 固體－氣體 表面（ surface) 液體－液體 液體－固體 固體－固體 界面（ interface) 二、表面化學(xué)與其他學(xué)科的聯(lián)系 表面化學(xué) 生命科學(xué)（生物膜及膜模擬化學(xué)） 能源科學(xué)（三次采油、煤的液化、化學(xué)電源） 材料科學(xué)（超細(xì)材料、材料的表面改型） 信息科學(xué)（ LB膜，微電子器件） 三、界面化學(xué)的發(fā)展和現(xiàn)狀 1805 T . Young 提出界面張力概念 1806 . Laplase 表面張力與曲率半徑關(guān)系 1878 Gibbs 表面吸附方程 1916 Langmuir 固體吸附等溫方程式 表面與界面化學(xué)雖是物理化學(xué)的傳統(tǒng)研 究領(lǐng)域，但由于電子能譜、掃描隧道顯微鏡 等新的實驗技術(shù)的出現(xiàn)，使得表面、界面效 應(yīng)及粒子尺寸效應(yīng)的知識呈指數(shù)上升式的積 累，提出了在分子水平上進(jìn)行基礎(chǔ)研究的要 求。當(dāng)前涉及這一領(lǐng)域的研究已成為催化、 電化學(xué)、膠體化學(xué)的前沿課題，并與生命科 學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、膜技術(shù)及醫(yī)藥學(xué) 密切相關(guān)，是這些相關(guān)學(xué)科要研究和解決的 核心課題之一。 w dA?? ＝－表面 dG?np,T,)AG( ????γ：在等溫等壓且體系所含物質(zhì)的量不變的 條件下，增加單位表（界）面積所引起 體系 Gibbs函數(shù)的增量 (比 )表 (界 )面 Gibbs函數(shù) dG = SdT+Vdp+ΣμBdnBδw’ ? ????? dAdnV d pSdTdG BB ??δw’= γdA dAdnpdVSdTddAdnV d pT d SdHdAdnpdVT d SdUBBBBBB??????????????????????? 表面熱力學(xué)基本關(guān)系式 )( )( )( )( ,npTnVTnpSnVSAGAAHAU?????????????????比表面內(nèi)能 比表面 Gibbs函數(shù) 比表面 Helmholtz函數(shù) 比表面焓 比表面能 γ：單位表面積表面層的分子比體系內(nèi)部同 樣數(shù)量的分子所高出的能量值。 (比 )表面 Gibbs函數(shù)和表面張力在數(shù)值上是相等的 影響純物質(zhì)的 γ的因素 (1) 物質(zhì)本身的性質(zhì)（極性液體比非極性液體大， 固體比液體大） (2) 與另一相物質(zhì)有關(guān) γ/(N m1) 水 正庚烷 苯 汞 純液體的表面張力是指與飽和了其本身蒸汽的 空氣之間的界面張力。 具有巨大比表面的體系具有巨大的表面能， 是熱力學(xué)不穩(wěn)定體系， 例如：將 1 g水分割成半徑為 1 nm的小水滴， 表面積為 3000m2, 表面能為 220 J. 任何體系都有降低表面能的趨勢 第二節(jié)彎曲液面現(xiàn)象 Curved surface phenomena 1. 彎曲液面下的附加壓力 p0
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