第十三章界面.ppt
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1、(一)表面吉布斯自由能和表面张力,1. 表面功,2、考虑了表面功的热力学基本关系式,第十三章 表面物理化学,一、基本概念和公式,3. 广义的表面自由能定义:,4. 狭义的表面自由能定义:,5. 温度对表面张力的影响,(一)表面吉布斯自由能和表面张力,6、扩大表面积引起的内能和焓的变化,(一)表面吉布斯自由能和表面张力,(二) 弯曲表面下的附加压力与蒸气压,3. 毛细管液面高度的求算:,1.对于椭球形弯曲液面:,2g cosq/R=Drgh,2. 对于球形弯曲液面:,(二) 弯曲表面下的附加压力与蒸气压,5. 推广的开尔文公式,4. 开尔文公式,(二) 弯曲表面下的附加压力与蒸气压,吉布斯吸附公
2、式,2. 表面压,(三) 溶液的表面吸附,(四)液液界面性质,(三) 溶液的表面吸附,1. 铺展系数,能铺展,不能铺展,1. 粘附功,2. 浸湿功,3. 铺展系数,4. 接触角,(五)液-固界面现象,(五)液-固界面现象,2. 表面活性剂的重要作用,(1)润湿作用,(2)起泡作用,(3)增溶作用,(4)乳化作用,(5)洗涤作用,(六) 表面活性剂及其应用,表面活性剂是由亲水的极性基和憎水的非极性基构成。,1. 表面活性剂的结构,(六) 表面活性剂及其应用,1. Langmuir吸附等温式,(七) 固体的表面吸附,(七) 固体的表面吸附,2. 二常数BET吸附公式。,三常数BET吸附公式。,(七
3、) 固体的表面吸附,3. Freundlich吸附等温式:,4. TeMKHH方程式:,(七) 固体的表面吸附,5. 吸附的本质,本质:范德华力;无选择性,本质:化学键力;有选择性,6、化学吸附热,吸附热的取号:,吸附热的定义: 在吸附过程中的热效应称为吸附热。,吸附一般是放热过程,但是习惯把吸附热都取成正值。,(七) 固体的表面吸附,二、计算题,例1 298K,P时,将半径为r110-3m的水滴分散成r2100nm的小水滴,请计算此过程的表面Gibbs自由能增量G,环境对体系作的功W,熵变S,焓变H,及体系吸收的热Q。 已知:(H2O)=7.20 10-2Nm-1,,例2设纯水的表面张力与温
4、度的关系,符合下面的关系式: 0.07564Nm-1-(4.9510-6 Nm-1K-1)T,并假定当水的表面积改变时总体积不变,试求: (1)在283K及1P压力下可逆的使水的表面积增加1cm2时,必须对体系做功多少? (2)计算该过程中体系的U、H、S、A、G及所吸收的热量? (3)除去外力,使体系不可逆的自动收缩到原来的表面积,并设不作收缩功。试计算该过程的U、H、S、A、G值及Q。,例3在292K时,丁酸水溶液的表面张力可以表示为: ,式中0为纯水的表面张力,a、b为常数。 (1) 试求该溶液中丁酸的表面吸附量2和其浓度c之间的关系式(设活度系数均为1)。 (2) 若已知a=0.013
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