《界面現(xiàn)象》PPT課件

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1、界面現(xiàn)象?1界面張力?2彎曲液面的附加壓力及其后果?3固體表面?5溶液表面?4液-固界面一、幾個基本概念1。界面(interface)與表面(surface)（1）界面即兩相接觸面。通常把與氣體接觸的界面稱為表面。（2）界面約為幾個分子的厚度，并不是兩相接觸的幾何面10.1界面張力(1)表面張力(surfacetension)2。液體的表面張力、表面功及表面吉布斯函數(shù)γγ表面張力：沿著與表面相切的方向，垂直作用于單位長度相界面上的表面收縮力。單位：N.m-1產(chǎn)生原因：表面層分子與體相內(nèi)部分子受力不均。作用結(jié)果：表面層分子總是趨于向液體內(nèi)部移動以盡量縮小表面。（2）表面功單位J.m-2(

2、3)比表面吉布斯函數(shù)(specificsurfaceGibbsfunction)在溫度、壓力和組成恒定的條件下，可逆擴張單位表面積，體系Gibbs能的增加。單位J.m-2總結(jié)：（1）三者之間數(shù)值與量綱相同，物理意義不同（2）表面張力的作用：盡量使液體表面縮小。（3）方向：對平液面是沿著液面并與液面平行。對于彎曲液面則與液面相切。二、界面張力的影響因素1。界面張力與物質(zhì)的本性有關(guān)物質(zhì)正已烷(l)18.4水(l)72.75NaCl(l)113.8Ag(l)878.5Cu(l)1300Ag(s)1140Cu(s)1670冰120±10結(jié)論：（1）一般金屬、無機鹽的界面張力大（2）極性分子界面

3、張力比非極性分子大（3）同一物質(zhì)固態(tài)的界面張力大表面張力與物質(zhì)分子間作用力密切相關(guān)，分子間作用力越強烈表面張力越大。2。界面張力隨接觸物質(zhì)的不同而不同界面界面水-正已烷51.1水-乙醚10.7水-氯仿32.8水-苯35.0水-四氯化碳45水-汞375水-正辛醇8.5苯-汞3573。界面張力與溫度相關(guān)20°C某些液-液界面張力溫度0℃40℃60℃80℃100℃表面張力75.6469.5866.1862.6158.85不同溫度下水的表面張力（單位：mN.m-1）10.2彎曲液面的附加壓力及其后果一、毛細現(xiàn)象實驗——當毛細管插入液體后，在毛細管內(nèi)，發(fā)生液面上升或下降的現(xiàn)象。附加壓力：原因：表

4、面張力使彎曲液面產(chǎn)生附加壓力，毛細管現(xiàn)象是彎曲液面具有附加壓力的必然結(jié)果。hh二、彎曲液面的附加壓力由于表面張力的作用，在彎曲液面下的液面與平面液體不同，它受到一個指向彎曲液面曲率中心方向的附加壓力。●P外P內(nèi)AB（a）（b）（c）三、附加壓力的Laplace公式在一定溫度下，附加壓力與表面張力成正比，與液面的曲率半徑成反比。討論：1凸液面，Δp=P內(nèi)-P外，指向彎曲液面曲率中心。圖(a);2平液面，曲率半徑r=∞，Δp=0，圖（b）；3凹液面，Δp=P外-P內(nèi)，指向彎曲液面曲率中心,圖(c).四、表面張力的測量-----最大氣泡法毛細管愈細（r愈?。?，液體的密度ρ愈小，液體的表面張力

5、愈大，對管壁潤濕愈好，液體在毛細管中上升高度h愈高。r1rh五、微小液滴的飽和蒸氣壓設(shè)有物質(zhì)的量為dn的微量液體從具有P蒸氣壓的平液面轉(zhuǎn)移到具有Pr蒸氣壓的小液滴上，小液滴的半徑從r增加到r+dr。試比較P和Pr的大小。開爾文公式（凸液面小液滴）（凹液面，小氣泡內(nèi)）由Kelvin公式可以解釋毛細管凝結(jié)，過飽和蒸氣，過熱液體，過冷液體，過飽和溶液等各種亞穩(wěn)狀態(tài)現(xiàn)象。1。硅膠可以充當干燥劑？------毛細凝結(jié)現(xiàn)象2。過飽和蒸氣（人工降雨的原理）水在毛細管中呈凹液面，根據(jù)開爾文公式可知：管中蒸氣壓小于平液面蒸氣壓，因此管中蒸氣易凝結(jié)成水。過飽和蒸氣：一定溫度下的蒸氣，其蒸氣壓超過該溫度下的

6、飽和蒸氣壓而不凝結(jié)的現(xiàn)象。解釋：根據(jù)開爾文公式，微小液滴（凸液面）的飽和蒸氣壓大于水平液面的蒸氣壓，因此當過飽和程度不大時，此蒸氣對微小液滴而言尚未飽和，它可以繼續(xù)蒸發(fā)而不凝結(jié)。3。過熱液體4。過飽和溶液在一定的壓力下，體系的溫度超過沸點而不沸騰的液體。解釋：根據(jù)開爾文公式，微小氣泡（凹液面）的飽和蒸氣壓小于水平液面的蒸氣壓，因此當液體過熱不太大時，微小氣泡的蒸氣壓仍達不到外壓而難以沸騰。在一定的溫度與壓力下，溶液的濃度超過飽和濃度而仍未析出晶體的溶液。Cr----微小晶體的溶解度C0-----大晶體的溶解度10.3固體表面吸附作用——在任意兩相之間的界面層中，某物質(zhì)的濃度能自動地發(fā)生

7、變化的現(xiàn)象。吸附劑——具有吸附能力的物質(zhì)。吸附質(zhì)（吸附相）——被吸附的物質(zhì)。固體吸附劑表面力場的不飽和性和不均勻性，使系統(tǒng)具有較高的表面Gibbs自由能，但固體吸附劑又不能象液體那樣可以通過收縮其表面來降低表面Gibbs自由能，所以在一定的溫度、壓力條件下，固體吸附劑表面可自動地吸附那些使表面Gibbs自由能降低的物質(zhì)，故吸附作用是一個自動過程，ΔT，pG<0。一、幾個基本概念圖示二、物理吸附與化學吸附（動畫演示）三等溫吸附吸附量（na或Va）