表面物理化学
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表面物理化学
陈观洪 0809401079
物质的两相之间密切接触的过渡区称为界面,若其中一相位气体,这种界面通常称为表面。
凡是在相界面上所发生的一切物理化学现象统称为界面现象或表面现象。研究各种表面现象实质的科学称为表面化学。
表面化学在20世纪40年代前,得到了迅猛发展,大量的研究成果被广泛应用于各生产部门,如涂料、建材、冶金、能源等行业;但就学科来说它只是作为物理化学的一个分支--胶体化学。到了60年代末70年代初,人们从微观水平上对表面现象进行研究,使得表面化学得到飞速发展,表面化学作为一门基础学科的地位被真正确立。
当看到表面物理的化学的理论解释,就引起了我很大的兴趣,因为联想到生活中的很多实例可以以此来解释,而且作为本书中的重要一章,表面物理化学也突出了其重要意义。
本章表面物理化学要求掌握的基本内容为:
1.明确表面吉布斯自由能、表面张力、接触角的概念,
2.了解表面张力与温度的关系。明确弯曲表面的附加压力产生的原因及与曲率半径的关系。会使用杨-拉普拉斯公式。
3.了解弯曲表面上的蒸气压与平面相比有何不同,熟练掌握定量应用开尔文公式,会用这个基本原理解释常见的表面现象。
4.理解吉布斯吸附等温式的表示形式,各项的物理意义,并能应用及作简单计算。
5.了解表面活性剂的特点、作用及大致分类,它在表面上作定向排列及降低表面自由能的情况。
6.了解液-液、液-固界面的铺展与润湿情况。
7.理解气-固表面的吸附本质及吸附等温线的主要类型,能解释简单的表面反应动力学。
8.了解化学吸附与物理吸附的区别,
9.了解影响固体吸附的主要因素。
10.了解化学吸附和多相催化反应的关系,
11.了解气-固相表面催化反应速率的特点及反应机理。
表面物理化学在生活中的例子其实是数不胜数的,其实只要存在界面,就必然有界面现象。
如:
1、用具有微相分离结构的材料防止凝血来合成人造人体器官,还用于鱼网,舰船的生物防污等;
2、附问题又如水处理中吸附材料的应用,新型多孔材料和光催化技术,微生物分解法等的应用,油轮在海面漏油的处理
3、洗衣粉、化妆品、金属的腐蚀和防腐
4、表面化学时,可举防雨布等不能够润湿的作比,将农药喷洒首先要润湿而后要铺展;对于表面系统不稳定,可举纳米粒子容易团聚等
5、在界面问题上,有超疏水超亲水的例子,如荷叶出淤泥而不染,自清洁效应,即荷叶效应的结果。
6、鲸可以在海洋中自由畅游而不受海洋微生物的污染,也是其表面微
结构和表面化学组成使然,等等......
通过对表面物理化学这章的学习,将学习方法归结为以下几点:
1.注意基本概念、基本公式和基本理论的学习。
2.抓住重点,自己动手推导公式。
3.多做习题,学会解题方法。
4.课前预习,课上认真听课,记笔记,课后复习,勤于思考。
5.重视实验,把实验课看成是提高自己动手能力的一个重要环节。
6.作业自己独立完成,做完作业后再用几分钟的时间将作业中用到的公式等再复习一遍 。
7.联系实际,加深了解。