物理化学界面现象知识点

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1、第九章界面现象界面现象1.表面张力、表面功及表面吉布斯函数表面张力γ：引起液体或固体表面收缩的单位长度上的力，单位为N·m-1。表面功：，使系统增加单位表面所需的可逆功，单位为J·m-2。表面吉布斯函数：，恒温恒压下系统增加单位表面时所增加的吉布斯函数，单位为J·m-2。表面吉布斯函数的广义定义：表面张力是从力的角度描述系统表面的某强度性质，而表面功及表面吉布斯函数则是从能量角度和热力学角度描述系统表面的某一性质。三者虽为不同的物理量，但它们的数值及量纲等同的，均可化为N·m-1。在一定温度、压力下，若系统有多个界面，其总界面吉布斯函数：2.弯曲液面

2、的附加压力、拉普拉斯方程附加压力：Δp=p内-p外拉普拉斯方程：规定弯曲液面凹面一侧压力位p内，凸面一侧压力位p外；γ为表面张力；r为弯曲液面的曲率半径，△p一律取正值；附加压力方向总指向凹面曲率半径中心。3.毛细现象毛细管内液体上升或下降的高度式中：γ为表面张力；ρ为液体密度；g为重力加速度；θ为接触角；r为毛细管半径。当液体不能润湿管壁，θ>90°即时，h为负值，表示管内凸液体下降的深度。4.微小液滴的饱和蒸汽压——开尔文公式283第九章界面现象r为弯曲液面的曲率半径，无论凸凹液面，均取正值；pr为气泡的饱和蒸汽压；p为平液面的饱和蒸汽压；ρ为液

3、体密度，M为液体的摩尔质量，γ为液体的表面张力。在一定温度下，液滴越小，饱和蒸气压越大；凹液面的曲率半径越小，饱和蒸气压越小。5.弗罗因德利希等温吸附经验式；k和n是两个经验常数，是温度的函数。6.朗缪尔吸附等温式；θ为覆盖率；b为吸附作用的平衡常数，又称吸附系数；p为吸附平衡时的气液平衡压力。实际计算时，朗格缪尔吸附等温式还可以写成式中表示吸附达饱和时的吸附量；则表示覆盖率为θ时的平衡吸附量。朗格缪尔吸附等温式只适用于单分子层吸附。7.吸附焓ΔadsH的计算公式中，p1与p2分别为温度T1与T2下，达到相同的平衡吸附量时对应的平衡压力。8.杨氏方程

4、公式中，，分别表示在一定温度下的固-气。固-液，气-液之间的表（界）面张力；为接触角。9.沾湿功、浸湿功和铺展功沾湿=或θ＜180°为自发过程浸湿=或θ＜90°为自发过程283第九章界面现象铺展θ=0°或不存在过程可自动进行S为铺展系数，若则不能铺展。习惯上θ＜90°称为润湿，θ＞90°称为不润湿，θ=0°或不存在时称为完全润湿，θ=180°时称为完全不润湿。10.吉布斯吸附等温式公式中为浓度c时γ随c的变化率，此公式适用于稀溶液中溶质在溶液表面层中吸附量Г（也称表面过剩）的计算。在一定温度下，当时，，在溶液表面发生正吸附，该溶质称为表面活性物质。思

5、考题1.比表面吉布斯函数和表面张力的物理意义，单位？答：比表面吉布斯函数为恒温恒压及恒定组成下，可逆的增大单位表面时，系统增加的吉布斯函数，单位J·m-2。表面张力为沿液体表面，垂直作用于单位长度上的紧缩力，单位N·m-1=J·m-2。2.纯液体、溶液和固体各采用什么方法来降低表面吉布斯函数以达到稳定状态？答：液体尽可能缩小表面积，液滴、气泡都是球型；溶液除收缩表面积外，还调节表面浓度(表面吸附)以降低表面吉布斯函数；固体主要靠吸附来降低表面吉布斯函数。3.请根据物理化学原理简要说明锄地保墒的科学道理。答：土壤有很多毛细管，土层中的水可沿毛细管上升到

6、地表被蒸发掉，锄地时，可破坏大量毛细管，防止水分大量蒸发，因而能保墒。4.什么叫接触角？答：在气、液、固三相会合点，液-固界面的水平线和气-液界面切线之间通过液体内部的夹角θ，称为接触角，当θ>90°时，固体不被液体所浸湿。5.两块平板玻璃在干燥时，叠放在一起很容易分开，若在其间放些水，再叠放在一起，使之分开就很费劲，为什么？答：因水能润湿玻璃，在两块玻璃之间的水层呈凹液面，凹液面产生指向空气的附加压力，将两块玻璃之间的空气赶出，283第九章界面现象使两块玻璃内外两侧受力不等，与水接触的内侧受力较小，与空气接触的外侧受力较大，故水层周围凹液面处的附加

7、压力使两块玻璃难以分开。6.人工降雨的原理是什么？为什么会发生毛细凝聚现象？为什么有机物蒸馏时要加沸石？定量分析中的“陈化”过程的目的是什么？答：都可以用开尔文公式解释。因小液滴的蒸气压比大液滴的蒸气压大；凹液面上的蒸气压比平液面上的蒸气压小；小颗粒的溶解度比大颗粒的大。定量分析中的“陈化”过程的目的是使其在新条件下真正达到平衡，因为平衡是需要时间的。7.用不同大小的CaCO3(s)颗粒做热分解实验，在相同温度下，哪些颗粒的分解压大，为什么？答：小晶粒的分解压大，因，所以∝，，热力学数据表上的一般指大颗粒而言，极微小的颗粒有较大的表面吉布斯函数，因而

8、使变小，变大，故也变大。8.根据定义式G=H-TS说明气体在固体上的恒温恒压吸附过程为放热过程。答：一定量气