表面现象与胶体化学
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(2.6.3) 对于液膜构成的气泡，因为有两个表面，所以 泡内的附加压力应为
（2.6.4)
表面百度文库象与胶体化学
根 据 Young-Laplace 方 程 可 知 ， 当 液 体 或 固 体 高度分散成极微小的颗粒之后，颗粒内部的压 力将明显增加，例如在常压下，杯子中水的压
力约为p0，而半径为10-8m的小雾滴的压力高 达144.7 p0，这就是为什么在水溶液体系中不
表面现象与胶体化学
1表面化学 （1）表面张力和表面自由能
表面张力：表面上总是存在一种企图使表面收 缩的力，定义作用在表面上引起表面收缩的单
位长度的力为表面张力，符号用γ表示，单位
为N·m-1。表面张力的方向和作用点：设想在 表面上任意画一条线，表面张力总是作用在该 线两侧，垂直于该线，方向向外，使表面张紧。 在液体表面的边界上，表面张力垂直于边界线 而指向表面内部，力图使表面缩小。如果表面 是弯曲的，则表面张力沿着曲面的切线方向。
能获得固体纳米粒子的原因。 由于表面张力的作用，才有毛细现象。即在毛 细管中形成凹面的液体（润湿）将使液体在管 内上升，而形成凸面的液体在管中下降，上升 或下降的高度可用下式计算。
表面现象与胶体化学
（2.6.5) （2.6.6)
式中为曲面两边物质的密度差，若一边 为气体，则气体密度与液体密度相比一 般可忽略不计，则。式中为曲面的曲率 半径。更一般的情形是液体于管壁之间 的接触角为θ，则，则式（2.6.5)可写为
表面现象与胶体化学
这部分的重点在于：从表面张力出发， 理离解和掌握一些基本概念，如YoungLaplace方程及其应用，Kelvien公式及其 对一些压稳平衡的解释，溶液吸附的 Gibbs方程，表面活性物质的结构特征及 其作用。胶体的光学性质、动力性质和 电学性质，ζ电位及胶体的稳定与聚沉。 大分子的一些基本知识和唐南平衡等。 至于固气吸附和多相催化另外专门成章
（2.6.7)
表面现象与胶体化学
（2）弯曲液面下液体的蒸气压 －kelven方程
由于表面张力的作用，弯曲液面下液体 所受到的力还使得小液滴的蒸汽压比平 面上的大，小颗粒的溶解度比大颗粒大， 凹面上的蒸汽压比平面上的低，大小数 值可用Kelvin公式计算。从而可以解释为 什么新相难成，解释亚稳态平衡——过 饱和蒸汽，过冷液体，过热液体等由表 面张力引起的一类现象。
2.6 表面现象与胶体化学
表面的研究对象是相界面，研究它的性 质、结构及所发生的各种现象，所以表 面化学又叫界面化学。胶体是一类具有 巨大相界面的系统，它的行为与界面性 质往往是同一个问题的两个方面，是不 可分割的整体。
表面现象与胶体化学
表面现象产生的根源在于，处于表面上的分子 与相内部的分子，无论是受力情况还是能量状 态，都是有差别的，表面上存在着一种不平衡 力场，具有巨大相界面的体系是一种热力学不 稳定体系。这种不平衡力场的表现形式就是表 面张力的存在，所以表面张力是一切表面现象 产生的根源。如附加压力，小液滴的饱和蒸气 压增大，小颗粒固体的溶解度增大，胶体颗粒 的聚结不稳定性等等。但由于尺寸效应，胶体 又有一些常规颗粒不具有的性质，如丁达尔效 应，沉降平衡等。
表面现象与胶体化学
弯曲液面下液体的的蒸气压公式，即Kelvin公式
RTln()g =
（2.6.8)
式中，为液体的表面张力，M为纯液体的摩尔质量，ρ
在弯曲表面上由于表面张力的存在，使弯曲表面下液体
受到一个附加压力ps，ps作用的方向总是指向曲面的圆
心。弯曲表面下附加压力遵从Young－Laplace公式。
表面现象与胶体化学
Young-Laplace方程 (2.6.2)
式中，ps是附加压力，γ是液体的表面张力，、
分别是曲面的两个曲率半径。若是球面，，式 (2.6.2)为
表面现象与胶体化学
大分子体系只是在粒子大小上与胶体一 致，但它是一种热力学稳定体系，只是 在渗透压等依数性上与胶体相仿，所以 它更有一些不同于胶体的特殊性质。由 于固体表面不平衡力场的存在，固体表 面具有自发地吸附其它物质以降低表面 自由能的倾向，这是多相催化研究的出 发点。因此表面和胶体化学的基础知识 是许多学科发展的基石。
表面现象与胶体化学
表面张力是普遍存在的，不仅液体表面 有，固体表面也有，而且在固－液界面、 液－液界面以及固－固界面处也存在相 应的界面张力。界面张力是表面化学中 最重要的物理量，它是产生一切表面现 象的根源。 影响表面张力的主要因素是温度，一般 是温度升高，表面张力降低。
表面现象与胶体化学
表面功和表面自由能：定义在一定条件下，可 逆地增加系统的表面积时所做的功叫表面功， 是非体积功，用Wf表示。定义增加1m2表面积 时需要地表面功，即1m2表面上的分子比同样 数量的内部分子所多出的能量叫表面自由能，
符号也用γ表示，单位为J·m-2。表面能，若一
个系统的表面积为A，其整个表面所多出的能
量为γA，这部分能量称表面能。应该注意的是， γA并非系统表面上的能量，而是表面上的分子
比同量的内部分子所额外超出的能量。
表面现象与胶体化学
表面自由能的热力学定义为 表面自由能的广义定义可理解为相应的特征变 量和组成不变的情况下，每增加单位面积时其 热力学函数的增值；狭义的定义是指在等温、 等压和组成不变时，每增加单位面积时体积吉 布斯自由能的增值。 表面张力和表面自由能意 义不同，单位不同，但两者数值相同，量纲相 同，因此从符号上不再区别。实际上两者只不 过是表面性质的两种不同描述方式，近代表面 化学家倾向于同时接受γ的上面两种解释。
表面现象与胶体化学
（1）弯曲液面下的附加压力－ Young-Laplace方程
附加压力的概念：定义附加压力
ps= ∆p =p内－p外
(2.6.1)
式中，ps是附加压力，p内是液体内部压力，p外是液体 外部压力。由式(2.6.1)可以看出，ps实质上是作用在液 体表面上表面张力的合力，若是平面，合力为零，p内＝ p外；若是凸面，合力指向液体内部， p内＝p外＋ ps ； 若是凹面，合力指向液体外部， p内＝p外－ ps 。总之，
（2.6.4)
表面百度文库象与胶体化学
根 据 Young-Laplace 方 程 可 知 ， 当 液 体 或 固 体 高度分散成极微小的颗粒之后，颗粒内部的压 力将明显增加，例如在常压下，杯子中水的压
力约为p0，而半径为10-8m的小雾滴的压力高 达144.7 p0，这就是为什么在水溶液体系中不
表面现象与胶体化学
1表面化学 （1）表面张力和表面自由能
表面张力：表面上总是存在一种企图使表面收 缩的力，定义作用在表面上引起表面收缩的单
位长度的力为表面张力，符号用γ表示，单位
为N·m-1。表面张力的方向和作用点：设想在 表面上任意画一条线，表面张力总是作用在该 线两侧，垂直于该线，方向向外，使表面张紧。 在液体表面的边界上，表面张力垂直于边界线 而指向表面内部，力图使表面缩小。如果表面 是弯曲的，则表面张力沿着曲面的切线方向。
能获得固体纳米粒子的原因。 由于表面张力的作用，才有毛细现象。即在毛 细管中形成凹面的液体（润湿）将使液体在管 内上升，而形成凸面的液体在管中下降，上升 或下降的高度可用下式计算。
表面现象与胶体化学
（2.6.5) （2.6.6)
式中为曲面两边物质的密度差，若一边 为气体，则气体密度与液体密度相比一 般可忽略不计，则。式中为曲面的曲率 半径。更一般的情形是液体于管壁之间 的接触角为θ，则，则式（2.6.5)可写为
表面现象与胶体化学
这部分的重点在于：从表面张力出发， 理离解和掌握一些基本概念，如YoungLaplace方程及其应用，Kelvien公式及其 对一些压稳平衡的解释，溶液吸附的 Gibbs方程，表面活性物质的结构特征及 其作用。胶体的光学性质、动力性质和 电学性质，ζ电位及胶体的稳定与聚沉。 大分子的一些基本知识和唐南平衡等。 至于固气吸附和多相催化另外专门成章
（2.6.7)
表面现象与胶体化学
（2）弯曲液面下液体的蒸气压 －kelven方程
由于表面张力的作用，弯曲液面下液体 所受到的力还使得小液滴的蒸汽压比平 面上的大，小颗粒的溶解度比大颗粒大， 凹面上的蒸汽压比平面上的低，大小数 值可用Kelvin公式计算。从而可以解释为 什么新相难成，解释亚稳态平衡——过 饱和蒸汽，过冷液体，过热液体等由表 面张力引起的一类现象。
2.6 表面现象与胶体化学
表面的研究对象是相界面，研究它的性 质、结构及所发生的各种现象，所以表 面化学又叫界面化学。胶体是一类具有 巨大相界面的系统，它的行为与界面性 质往往是同一个问题的两个方面，是不 可分割的整体。
表面现象与胶体化学
表面现象产生的根源在于，处于表面上的分子 与相内部的分子，无论是受力情况还是能量状 态，都是有差别的，表面上存在着一种不平衡 力场，具有巨大相界面的体系是一种热力学不 稳定体系。这种不平衡力场的表现形式就是表 面张力的存在，所以表面张力是一切表面现象 产生的根源。如附加压力，小液滴的饱和蒸气 压增大，小颗粒固体的溶解度增大，胶体颗粒 的聚结不稳定性等等。但由于尺寸效应，胶体 又有一些常规颗粒不具有的性质，如丁达尔效 应，沉降平衡等。
表面现象与胶体化学
弯曲液面下液体的的蒸气压公式，即Kelvin公式
RTln()g =
（2.6.8)
式中，为液体的表面张力，M为纯液体的摩尔质量，ρ
在弯曲表面上由于表面张力的存在，使弯曲表面下液体
受到一个附加压力ps，ps作用的方向总是指向曲面的圆
心。弯曲表面下附加压力遵从Young－Laplace公式。
表面现象与胶体化学
Young-Laplace方程 (2.6.2)
式中，ps是附加压力，γ是液体的表面张力，、
分别是曲面的两个曲率半径。若是球面，，式 (2.6.2)为
表面现象与胶体化学
大分子体系只是在粒子大小上与胶体一 致，但它是一种热力学稳定体系，只是 在渗透压等依数性上与胶体相仿，所以 它更有一些不同于胶体的特殊性质。由 于固体表面不平衡力场的存在，固体表 面具有自发地吸附其它物质以降低表面 自由能的倾向，这是多相催化研究的出 发点。因此表面和胶体化学的基础知识 是许多学科发展的基石。
表面现象与胶体化学
表面张力是普遍存在的，不仅液体表面 有，固体表面也有，而且在固－液界面、 液－液界面以及固－固界面处也存在相 应的界面张力。界面张力是表面化学中 最重要的物理量，它是产生一切表面现 象的根源。 影响表面张力的主要因素是温度，一般 是温度升高，表面张力降低。
表面现象与胶体化学
表面功和表面自由能：定义在一定条件下，可 逆地增加系统的表面积时所做的功叫表面功， 是非体积功，用Wf表示。定义增加1m2表面积 时需要地表面功，即1m2表面上的分子比同样 数量的内部分子所多出的能量叫表面自由能，
符号也用γ表示，单位为J·m-2。表面能，若一
个系统的表面积为A，其整个表面所多出的能
量为γA，这部分能量称表面能。应该注意的是， γA并非系统表面上的能量，而是表面上的分子
比同量的内部分子所额外超出的能量。
表面现象与胶体化学
表面自由能的热力学定义为 表面自由能的广义定义可理解为相应的特征变 量和组成不变的情况下，每增加单位面积时其 热力学函数的增值；狭义的定义是指在等温、 等压和组成不变时，每增加单位面积时体积吉 布斯自由能的增值。 表面张力和表面自由能意 义不同，单位不同，但两者数值相同，量纲相 同，因此从符号上不再区别。实际上两者只不 过是表面性质的两种不同描述方式，近代表面 化学家倾向于同时接受γ的上面两种解释。
表面现象与胶体化学
（1）弯曲液面下的附加压力－ Young-Laplace方程
附加压力的概念：定义附加压力
ps= ∆p =p内－p外
(2.6.1)
式中，ps是附加压力，p内是液体内部压力，p外是液体 外部压力。由式(2.6.1)可以看出，ps实质上是作用在液 体表面上表面张力的合力，若是平面，合力为零，p内＝ p外；若是凸面，合力指向液体内部， p内＝p外＋ ps ； 若是凹面，合力指向液体外部， p内＝p外－ ps 。总之，