界面现象及界面自由能ppt课件.ppt

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1、第7章胶体及界面化学界面现象及界面自由能一溶液的界（表）面吸附二固体表面吸附三胶体性质和结构四第7章胶体及界面化学远古的传说神创造天地圣经——创世记地是空虚混沌，渊面黑暗；神的灵运行在水面上。第一日，造光第二日，造出空气第三日，造植物第四日，造光体，造众星第五日，造大鱼、水中的动物和飞鸟第六日，造地上的动物和人。第七日，神安息了3远古的传说天地混沌如鸡子，盘古生其中，万八千岁，天地开辟，阳清为天，阴浊为地，盘古在其中，一日九变；神于天，圣于地。天日高一丈，地日厚一丈，盘古日长一丈，如此万八千岁，天数极高，地数极深，盘古极长。盘古开天地第7章胶体

2、及界面化学徐整《三五历记》4远古的传说盘古开天地第7章胶体及界面化学5《中庸》天地之道：博也，厚也，高也，明也，悠也，久也。日月星辰系焉，万物覆焉。草木生之，禽兽居之……丰草绿缛而争茂佳木葱茏而可悦--欧阳修远古的传说第7章胶体及界面化学6电镜第7章胶体及界面化学第1节界面现象及界面自由能一、简介二、界面自由能三、弯曲液体表面的附加压力四、弯曲液体表面上的蒸气压五、润湿作用一、简介1、表面和界面2、界面现象的本质3、比表面与分散度1、表面和界面界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。常见的界面有：气-液

3、界面，气-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间的界面，但习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的表面。一、简介①气-液界面常见的界面有②气-固界面1、表面和界面一、简介③液-液界面④液-固界面⑤固-固界面常见的界面有1、表面和界面一、简介2、界面现象的本质对于单组分体系，这种特性主要来自于同一物质在不同相中的密度不同；对于多组分体系，则特性来自于界面层的组成与任一相的组成均不相同。表面层分子与内部分子相比，它们所处的环境不同。体相内部分子所受四周邻近相同分子的作用力是对称的，各个方向的力彼此

4、抵销；但是处在界面层的分子，一方面受到体相内相同物质分子的作用，另一方面受到性质不同的另一相中物质分子的作用，其作用力未必能相互抵销，因此，界面层会显示出一些独特的性质。由于两相物理状态的不同，界面上的分子和体相中的分子所处的环境不一样，性质也不同，所以界面层具有某些特殊性质。一、简介2、界面现象的本质最简单的例子是液体及其蒸气组成的表面。液体内部分子所受的力可以彼此抵销，但表面分子受到体相分子的拉力大，受到气相分子的拉力小（因为气相密度低），所以表面分子受到被拉入体相的作用力。这种作用力使表面有自动收缩到最小的趋势，并使表面层显示出一些独特性

5、质，如表面张力、表面吸附、毛细现象、过饱和状态等。一、简介3、比表面与分散度比表面——通常用来表示物质分散的程度，有两种常用的表示方法：式中，W和V分别为固体的质量和体积，S为其表面积。目前常用的测定表面积的方法有BET法和色谱法。分散度——把物质分散成细小微粒的程度称为分散度。一种是单位质量的固体所具有的表面积；另一种是单位体积固体所具有的表面积。物质分割得越小，分散度越高，比表面也越大。一、简介3、比表面与分散度把边长为1cm的立方体逐渐分割成小立方体的情况：边长l/m立方体数比表面S/（m2/m3）1×10-216×1021×10-310

6、36×1031×10-51096×1051×10-710156×1071×10-910216×109从表上可以看出，当将边长为10-2m的立方体分割成10-9m的小立方体时，比表面增长了一千万倍。可见达到nm级的超细微粒具有巨大的比表面积，因而具有许多独特的表面效应，成为新材料和多相催化方面的研究热点。一、简介第1节界面现象及界面自由能一、简介二、界面自由能三、弯曲液体表面的附加压力四、弯曲液体表面上的蒸气压五、润湿作用二、界面自由能1、界面自由能2、界（表）面张力3、对界面自由能的影响因素1、界面自由能在一定的温度与压力下，对一定的液体来说，

7、扩展表面所消耗的表面功δW’应与增加的表面积dA成正比。若以σ表示比例系数，则根据热力学原理，在等温等压可逆的条件下由上面两式可得式中σ称为界（表）面Gibbs自由能，简称界（表）面能。它是在温度，压力和组成一定时增加单位界（表）面时所引起系统Gibbs自由能的变化，其单位为J·m-2。二、界面自由能例7-1P201在25℃时，当1g水成一个小球和分散成半径为10－7cm的小水滴时，求其表面自由能的差值。已知25℃时水的比表面能σ＝0.07197J·m-2。解：若1g水的体积为1cm3，设水滴为球形，由4/3πr3=1cm3可求得水滴的半径r=

8、0.62cm表面自由能=4πr2σ=(4.83×10-4)(0.07197)=3.476×10-5(J)将1g水分成半径为10-7cm的小水滴时，小水