物理化学界面现象小结
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界面现象小结
2021/3/10
讲解：XX
1
研究的主要问题？
产生界面（表面）现象的原因是什么？
2021/3/10
讲解：XX
2
重点知识
“非常6+1” 6→六个公式 1→一个概念
2021/3/10
讲解：XX
3
一个概念之表面张力
1、几个铺垫概念： ①界面：所有两相的接触面 ②表面：与气体接触的界面 ③比表面积：物质表面积与其质量之比或表 面积与其体积之比，是物质分散程度的度量。
• ①定义：当吸附达平衡时，每克吸附剂吸 附的吸附质。
• ②公式：
na n
Va V
•
m等温吸附 m
• • f (T , P)
等压吸附 等量吸附
2021/3/10
讲解：XX
16
六大公式之朗格缪尔等温吸附式
Va
Vma
V
a m
p1p
V a bVma Vma
2021/3/10
讲解：பைடு நூலகம்X
17
• 表面活性剂
两性型
•
非离子型
• ③HLB法（了解）
2021/3/10
讲解：XX
25
产生界面（表面）现象的原因是？
• 各界面（表面）现象： • 1、气液表面：附加压力（拉、开、高） • 2、气固表面：吸附（朗格缪尔） • 3、固液界面：润湿（杨氏） • 4、溶液表面：表面过剩（吉布斯）
•
表面张力
2021/3/10
2021/3/10
讲解：XX
23
六大公式之吉布斯吸附等温式
γ
Ⅰ c d
RT dc
Ⅱ Ⅲ
c
Ⅰ－－负吸附； Ⅱ、 Ⅲ－－正吸附。
2021/3/10
讲解：XX
24
六大公式之吉布斯吸附等温式
3、表面活性剂
• ①定义：加入少量就能显著降低溶液表面
张力的一类物质，通常是指降低水的表面
张力。
阴离子型
• ②分类： 离子型 阳离子型
④Δp方向：永远指向球心。
2021/3/10
讲解：XX
10
六大公式之“求高”方程
毛细现象
h
2 cos rg
r是毛细管半径
显然，h>0时，液面上升；（能润湿）
h<0时，液面下降。（不能润湿）
2021/3/10
讲解：XX
11
六大公式之开尔文公式
ln pr 2 M Kelvin公式 p RT r
• 2、表（界）面张力仅液体表面才有？ • 界面张力的产生原因：界面层分子受力不
对称。固体表面、液液界面、液固界面等 都有表面张力。
• 3、固体的表面张力会使固体有怎样的表 面现象？
2021/3/10
讲解：XX
14
六大公式之朗格缪尔等温吸附式
1、吸附
• ①定义：在固体或液体表面，某种物质的 浓度与体相浓度不同的现象称为吸附
gs l s gl cos
2021/3/10
讲解：XX
20
六大公式之杨氏方程
沾湿：Wa ' （l cos 1) 浸湿：Wi ' l cos 铺展：S （l cos－1)
180 90 0
Wa ' 0 Wi ' 0 S 0
2021/3/10
讲解：XX
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六大公式之吉布斯吸附等温式
2021/3/10
r 0,
ln pr 0 p
pr p
r 0,
ln pr 0 p
pr p
讲解：XX
12
六大公式之开尔文公式
四种亚稳状态及新相的生成 1、过饱和蒸气： 2、过热液体： 3、过冷液体： 4、过饱和溶液：
2021/3/10
讲解：XX
13
讨论：
1、附加压力产生的原因？ • 因为液体的表面张力。
1、溶液表面的吸附 溶质在溶液表面层中的浓度与在溶液本体中 浓度不同的现象。 2、表面过剩（表面吸附量） 在单位面积的表面层中，所含溶质的物质的 量与同量溶剂在溶液本体中所含溶质物质的 量的差值。
2021/3/10
讲解：XX
22
六大公式之吉布斯吸附等温式
2、公式： c d
RT dc
稀溶液－－c为溶质在本体中的平衡浓度； 浓溶液－－c用活度a表示。
讲解：XX
26
谢谢大家！
2021/3/10
讲解：XX
27
感谢您的阅读收藏，谢谢！
六大公式之朗格缪尔等温吸附式
•
公式的应用
p Va
1p
bVma Vma
作p Va
p图 为 一 直 线,由 直 线 的 斜 率 与 截 距 可求b及Vma
由V
a m
可进一步计算吸附剂的比表面积
as 吸 附 剂 的 比 表 面 积m 2 / kg
as
Vma V0
Lam
Vma 饱 和 吸 附 量(m 3 / kg)
as AS / m 或 as As /V
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讲解：XX
4
一个概念之表面张力
2021/3/10
讲解：XX
5
一个概念之表面张力
4、实质：紧缩力，使表面积减少的紧缩力。 5、产生的原因：液体表面的分子受力不对称。 6、表面张力、表面功及表面吉布斯函数的关 系： 三者的数值、量纲等同，但它们有不同的 物理意义，是从不同角度说明同一问题。
δWr’/
dAs=
G
As
T , p,N
2021/3/10
讲解：XX
6
一个概念之表面张力
2021/3/10
讲解：XX
7
一个概念之表面张力
2021/3/10
讲解：XX
8
六大公式之拉普拉斯方程
• 1、弯曲液面的附加压力
•
2021/3/10
p = pl - po = p内 - p外
讲解：XX
• ②分类： • A、物理吸附 • B、化学吸附
性质 吸附力 吸附层数 吸附热
选择性 可逆性 吸附平衡
物理吸附 范德华力 单层或多层 小（近于液化
热） 无或很差
可逆 易达到
化学吸附 化学键 单层
大（近于反应 热） 较强 不可逆
不易达到
2021/3/10
讲解：XX
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六大公式之朗格缪尔等温吸附式
• 2、吸附量
△p Pl =P0+△p
9
六大公式之拉普拉斯方程
p 2 Laplace方程
r
说明:
r是弯曲液面的曲率半径
①该形式的Laplace公式适用于球形液面。
②曲面内（凹）的压力大于曲面外（凸）
的压力，Δp＞0。
③r 越小，Δp 越大；r 越大，Δp 越小。
对平液面：r →∞，Δp→0
（并不是 = 0）
V0 1m ol气 体 在 标 准 状 况 （00 C，101kPa)下 的 体 积
am 吸 附 分 子 的 截 面 积(m 2 )
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讲解：XX
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六大公式之朗格缪尔等温吸附式
G H TS H G TS
2021/3/10
讲解：XX
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六大公式之杨氏方程
l-g
s-g
s-l
2021/3/10
讲解：XX
1
研究的主要问题？
产生界面（表面）现象的原因是什么？
2021/3/10
讲解：XX
2
重点知识
“非常6+1” 6→六个公式 1→一个概念
2021/3/10
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3
一个概念之表面张力
1、几个铺垫概念： ①界面：所有两相的接触面 ②表面：与气体接触的界面 ③比表面积：物质表面积与其质量之比或表 面积与其体积之比，是物质分散程度的度量。
• ①定义：当吸附达平衡时，每克吸附剂吸 附的吸附质。
• ②公式：
na n
Va V
•
m等温吸附 m
• • f (T , P)
等压吸附 等量吸附
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六大公式之朗格缪尔等温吸附式
Va
Vma
V
a m
p1p
V a bVma Vma
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讲解：பைடு நூலகம்X
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• 表面活性剂
两性型
•
非离子型
• ③HLB法（了解）
2021/3/10
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产生界面（表面）现象的原因是？
• 各界面（表面）现象： • 1、气液表面：附加压力（拉、开、高） • 2、气固表面：吸附（朗格缪尔） • 3、固液界面：润湿（杨氏） • 4、溶液表面：表面过剩（吉布斯）
•
表面张力
2021/3/10
2021/3/10
讲解：XX
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六大公式之吉布斯吸附等温式
γ
Ⅰ c d
RT dc
Ⅱ Ⅲ
c
Ⅰ－－负吸附； Ⅱ、 Ⅲ－－正吸附。
2021/3/10
讲解：XX
24
六大公式之吉布斯吸附等温式
3、表面活性剂
• ①定义：加入少量就能显著降低溶液表面
张力的一类物质，通常是指降低水的表面
张力。
阴离子型
• ②分类： 离子型 阳离子型
④Δp方向：永远指向球心。
2021/3/10
讲解：XX
10
六大公式之“求高”方程
毛细现象
h
2 cos rg
r是毛细管半径
显然，h>0时，液面上升；（能润湿）
h<0时，液面下降。（不能润湿）
2021/3/10
讲解：XX
11
六大公式之开尔文公式
ln pr 2 M Kelvin公式 p RT r
• 2、表（界）面张力仅液体表面才有？ • 界面张力的产生原因：界面层分子受力不
对称。固体表面、液液界面、液固界面等 都有表面张力。
• 3、固体的表面张力会使固体有怎样的表 面现象？
2021/3/10
讲解：XX
14
六大公式之朗格缪尔等温吸附式
1、吸附
• ①定义：在固体或液体表面，某种物质的 浓度与体相浓度不同的现象称为吸附
gs l s gl cos
2021/3/10
讲解：XX
20
六大公式之杨氏方程
沾湿：Wa ' （l cos 1) 浸湿：Wi ' l cos 铺展：S （l cos－1)
180 90 0
Wa ' 0 Wi ' 0 S 0
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六大公式之吉布斯吸附等温式
2021/3/10
r 0,
ln pr 0 p
pr p
r 0,
ln pr 0 p
pr p
讲解：XX
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六大公式之开尔文公式
四种亚稳状态及新相的生成 1、过饱和蒸气： 2、过热液体： 3、过冷液体： 4、过饱和溶液：
2021/3/10
讲解：XX
13
讨论：
1、附加压力产生的原因？ • 因为液体的表面张力。
1、溶液表面的吸附 溶质在溶液表面层中的浓度与在溶液本体中 浓度不同的现象。 2、表面过剩（表面吸附量） 在单位面积的表面层中，所含溶质的物质的 量与同量溶剂在溶液本体中所含溶质物质的 量的差值。
2021/3/10
讲解：XX
22
六大公式之吉布斯吸附等温式
2、公式： c d
RT dc
稀溶液－－c为溶质在本体中的平衡浓度； 浓溶液－－c用活度a表示。
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谢谢大家！
2021/3/10
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六大公式之朗格缪尔等温吸附式
•
公式的应用
p Va
1p
bVma Vma
作p Va
p图 为 一 直 线,由 直 线 的 斜 率 与 截 距 可求b及Vma
由V
a m
可进一步计算吸附剂的比表面积
as 吸 附 剂 的 比 表 面 积m 2 / kg
as
Vma V0
Lam
Vma 饱 和 吸 附 量(m 3 / kg)
as AS / m 或 as As /V
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一个概念之表面张力
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一个概念之表面张力
4、实质：紧缩力，使表面积减少的紧缩力。 5、产生的原因：液体表面的分子受力不对称。 6、表面张力、表面功及表面吉布斯函数的关 系： 三者的数值、量纲等同，但它们有不同的 物理意义，是从不同角度说明同一问题。
δWr’/
dAs=
G
As
T , p,N
2021/3/10
讲解：XX
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一个概念之表面张力
2021/3/10
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一个概念之表面张力
2021/3/10
讲解：XX
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六大公式之拉普拉斯方程
• 1、弯曲液面的附加压力
•
2021/3/10
p = pl - po = p内 - p外
讲解：XX
• ②分类： • A、物理吸附 • B、化学吸附
性质 吸附力 吸附层数 吸附热
选择性 可逆性 吸附平衡
物理吸附 范德华力 单层或多层 小（近于液化
热） 无或很差
可逆 易达到
化学吸附 化学键 单层
大（近于反应 热） 较强 不可逆
不易达到
2021/3/10
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六大公式之朗格缪尔等温吸附式
• 2、吸附量
△p Pl =P0+△p
9
六大公式之拉普拉斯方程
p 2 Laplace方程
r
说明:
r是弯曲液面的曲率半径
①该形式的Laplace公式适用于球形液面。
②曲面内（凹）的压力大于曲面外（凸）
的压力，Δp＞0。
③r 越小，Δp 越大；r 越大，Δp 越小。
对平液面：r →∞，Δp→0
（并不是 = 0）
V0 1m ol气 体 在 标 准 状 况 （00 C，101kPa)下 的 体 积
am 吸 附 分 子 的 截 面 积(m 2 )
2021/3/10
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六大公式之朗格缪尔等温吸附式
G H TS H G TS
2021/3/10
讲解：XX
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六大公式之杨氏方程
l-g
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