第7章界面現(xiàn)象

物理化學(xué)化學(xué)學(xué)院周建敏mmczjm@126.com祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！主講：聯(lián)系電話:短號(hào)：69779辦電：2923571宅電：2981088QQ:530018104電子郵箱:1祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！物理化學(xué)電子教案—第七章2祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！§７.1表面張力§７.2潤(rùn)濕現(xiàn)象§７.3彎曲液面的附加壓力與毛細(xì)現(xiàn)象§７.4亞穩(wěn)狀態(tài)與新相生成§７.5固體表面的吸附作用§７.６等溫吸附§７.７溶液表面的吸附§７.８表面活性物質(zhì)表面現(xiàn)象—第七章3祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！

界面:存在于兩相之間的厚度約為幾個(gè)分子大小的一薄層，稱為界面層，簡(jiǎn)稱界面。嚴(yán)格講表面應(yīng)是液體和固體與其飽和蒸氣之間的界面，但習(xí)慣上把液體或固體與空氣的界面稱為液體或固體的表面。若其中一相為氣體，這種界面通常稱為表面。

常見(jiàn)的界面有：氣-液界面，氣-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。體相氣體體相表面§7.0表面,界面,分散度4祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！氣-液界面空氣氣-液界面§7.0表面,界面,分散度5祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！氣-固界面氣-固界面§7.0表面,界面,分散度6祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！液-液界面液-液界面§7.0表面,界面,分散度7祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！液-固界面玻璃板液-固界面§7.0表面,界面,分散度8祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！固-固界面鐵管Cr鍍層固-固界面§7.0表面,界面,分散度9祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！例：汞滴自動(dòng)縮成球形，脫脂棉易被水潤(rùn)濕，水在毛細(xì)管中自動(dòng)上升，固體表面會(huì)自動(dòng)吸附其它物質(zhì)，微小液體易于蒸發(fā)，微小晶體易于溶解等—表面現(xiàn)象。一般情況下，界面的質(zhì)量和性質(zhì)與體相相比，可忽略不計(jì)。但物質(zhì)被高度分散時(shí)，界面作用很顯著。不可忽略，否則會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)論。自然界中許多現(xiàn)象都與界面的特殊性質(zhì)有關(guān)。§7.0表面,界面,分散度10祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！通常用比表面表示物質(zhì)分散的程度，有兩種常用的表示方法：目前常用的測(cè)定表面積的方法有BET法和色譜法。單位：m-1m2kg-1表面現(xiàn)象與物質(zhì)的分散程度有關(guān)。一種是單位體積固體所具有的表面積；另一種是單位質(zhì)量的固體所具有的表面積?！?.0表面,界面,分散度11祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！把一定大小的物質(zhì)分割得越小，則分散度越高，比表面越大，表面效應(yīng)就越明顯，且不能忽略。例如，把邊長(zhǎng)為1cm的立方體1cm3逐漸分割成小立方體時(shí)，比表面增長(zhǎng)情況列于下表：邊長(zhǎng)l/cm立方體數(shù)A/

m2

比表面ＡＳ/m-1116×10-46×102

0.581.2×10-31.2×103

0.11036×10-36×103

10-510156×1016×107

10-610216×1036×109

§7.0表面,界面,分散度12祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！

從表上可以看出，當(dāng)將邊長(zhǎng)為10-2m的立方體分割成10-8m的小立方體時(shí)，比表面增長(zhǎng)了107倍?？梢?jiàn)達(dá)到nm級(jí)的超細(xì)微粒具有巨大的比表面積，因而具有許多獨(dú)特的表面效應(yīng)，成為新材料和多相催化方面的研究熱點(diǎn)?！?.0表面,界面,分散度13祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！人的大腦比猿的大腦總表面積大10倍,據(jù)研究資料表明愛(ài)因斯坦的大腦的表面積比常人的大的多。葉綠素具有較大的比表面，提供較多的活性質(zhì)點(diǎn)，提高光合作用的量子效率。材料的比表面大，表面活性質(zhì)點(diǎn)多，表面現(xiàn)象顯著。§7.0表面,界面,分散度14祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！§7.1表面張力1、表面張力、表面功及表面吉布斯函數(shù)2、影響表面及界面張力的因素15祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！問(wèn)題2:溫度升高表面張力將怎樣變化?

達(dá)臨界溫度時(shí),又怎樣?§7.1問(wèn)題問(wèn)題1:水滴為什么是球形而不是方形16祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！界面層分子與內(nèi)部分子相比，它們所處的環(huán)境不同。界面層具有一些獨(dú)特的性質(zhì)而表現(xiàn)出不同的表面現(xiàn)象。以液體及蒸氣的表面為例。

液體內(nèi)部分子所受四周鄰近相同分子的作用力是對(duì)稱的，各個(gè)方向的力彼此抵銷，液體內(nèi)部的分子所受合力為零.故內(nèi)部分子可以無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)而不消耗功?！?.1-1表面張力、表面功及表面吉布斯函數(shù)17祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！表面分子一方面受到體相內(nèi)相同物質(zhì)分子的作用，另一方面受到性質(zhì)不同的另一相中物質(zhì)分子的作用，其作用力不能相互抵銷,受到體相分子的拉力大，受到氣相分子的拉力?。ㄒ驓庀嗝芏鹊停?，故表面分子受到一個(gè)指向液體內(nèi)部的作用力。

這種作用力使液體表面的分子總是趨于向液體內(nèi)部移動(dòng)，力圖縮小表面積。而球形是相同體積的物體具有表面積最小的一種形式?！?.1-1表面張力、表面功及表面吉布斯函數(shù)18祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！由于表面分子受到一個(gè)指向液體內(nèi)部的作用力，因此如果要把分子從內(nèi)部移到界面，或可逆的增加表面積，就必須克服體系內(nèi)部分子之間的作用力，對(duì)體系做功---表面功

T、P和組成恒定時(shí)，可逆使表面積增加dA所需對(duì)體系所做的表面功δW′為：為比例常數(shù)。⑴表面功與表面吉布斯函數(shù)§7.1-1表面張力、表面功及表面吉布斯函數(shù)19祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！式中為比例系數(shù)，它在數(shù)值上等于當(dāng)T，P及組成恒定的條件下，增加單位表面積時(shí)所必須對(duì)體系做的可逆非體積功，稱為比表面功單位是J.m-2比表面功§7.1-1表面張力、表面功及表面吉布斯函數(shù)20祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！又因?yàn)楹銣睾銐海赡鏃l件下

:比表面吉布斯函數(shù)—恒溫，恒壓下，系統(tǒng)增加單位面積時(shí)所增加的吉布斯函數(shù)。比表面吉布斯函數(shù)單位是J.m-2§7.1-1表面張力、表面功及表面吉布斯函數(shù)21祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！⑵表面張力的定義的另一物理意義：表面張力---在液體的表面上，作用于單位長(zhǎng)度線段上的表面緊縮力。單位：N·m-1方向:垂直于表面的邊界，指向液體方向并與表面相切。注意：①表面張力、比表面功、比表面吉布斯函數(shù)雖為不同的物理量但它們的數(shù)值和量綱卻是等同的?！?.1-1表面張力、表面功及表面吉布斯函數(shù)22祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步?、诒砻鎻埩Ψ较?qū)τ谄揭好媸茄刂好娌⑴c液面平行，對(duì)于彎曲液面表面張力的作用點(diǎn)在周界線上，方向垂直于周界線并與液面相切。

氣液氣液????氣液氣????????§7.1-1表面張力、表面功及表面吉布斯函數(shù)23祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！

如果在金屬線框中間系一線圈，一起浸入肥皂液中，然后取出，上面形成一液膜。如果刺破線圈中央的液膜，會(huì)怎樣？§7.1-1表面張力、表面功及表面吉布斯函數(shù)24祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！①、表面張力與物質(zhì)的本性有關(guān)（分子作用力的影響）

不同的物質(zhì)，分子間作用力不同，對(duì)界面上的分子影響不同。分子間作用力愈大，表面張力愈大。

同一種物質(zhì)與不同性質(zhì)的其他物質(zhì)接觸時(shí)，表面層中分子所處力場(chǎng)則不同，導(dǎo)致表面（界面）張力出現(xiàn)明顯差異。見(jiàn)表兩種液體間的界面張力，界于兩種液體表面張力之間。§7.1-2影響表面及界面張力的因素②、與接觸相的性質(zhì)有關(guān)

25祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！§7.1-2影響表面及界面張力的因素26祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！§7.1-2影響表面及界面張力的因素27祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步?、?、溫度的影響當(dāng)溫度趨于臨界溫度時(shí),液體的表面張力為零.

為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，與液體性質(zhì)有關(guān)。對(duì)大多數(shù)液體n大于1。一般溫度↑，液體的

↓，對(duì)純液體物質(zhì)，關(guān)系為因T升高，物質(zhì)體積膨脹，分子間距離增加，分子間相互作用減弱，表面張力也減小。不同溫度下表面張力見(jiàn)表④、壓力的影響（復(fù)雜）一般隨壓力的增加而下降?！?.1-2影響表面及界面張力的因素28祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！§7.1-2影響表面及界面張力的因素29祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！1、潤(rùn)濕角與楊氏方程2、鋪展

§7.2潤(rùn)濕現(xiàn)象30祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！潤(rùn)濕：固體（或液體）表面上的氣體被液體取代的過(guò)程。主要討論液體對(duì)固體的潤(rùn)濕情況。不能潤(rùn)濕在一個(gè)水平放置的光滑的固體平面上滴一滴液體，可能出現(xiàn)如下三種情況.能潤(rùn)濕鋪展§7.2潤(rùn)濕現(xiàn)象31祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！液體接觸角：當(dāng)一液滴在固體表面上不完全展開時(shí)，在氣、液、固三相會(huì)合點(diǎn)，液-固界面的水平線與氣-液界面切線之間通過(guò)液體內(nèi)部的夾角

，稱為接觸角(潤(rùn)濕角).Bσg-lσ

l-sσ

g-sO

ACO圖7-2-1接觸角（潤(rùn)濕角）

液體對(duì)固體表面的潤(rùn)濕情況可用潤(rùn)濕角表示§7.2-1、潤(rùn)濕角與楊氏方程32祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！楊氏方程:接觸角的大小可以用實(shí)驗(yàn)測(cè)量，也可以用公式計(jì)算：楊氏方程使用條件：Bσg-lσ

l-sσ

g-sO

ACO圖7-2-1接觸角（潤(rùn)濕角）

§7.2-1、潤(rùn)濕角與楊氏方程33祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！注意：液體對(duì)固體的潤(rùn)濕，人們習(xí)慣上的應(yīng)用是：

完全不潤(rùn)濕。

不潤(rùn)濕潤(rùn)濕,或不存在,完全潤(rùn)濕；

角越小,越易潤(rùn)濕.§7.2-1、潤(rùn)濕角與楊氏方程34祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！鋪展：液－固界面取代氣－固界面（或液－液界面取代氣液界面）的同時(shí)，又使氣液界面擴(kuò)大的過(guò)程。也就是說(shuō)一種液體完全平鋪在固體表面上或者是一種液體完全平鋪在另一種互不相溶的液體表面上稱為鋪展?！?.2-２、鋪展35祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！當(dāng)θ=0時(shí)。令稱為鋪展系數(shù)楊氏方程使用條件：鋪展條件：鋪展：液－固界面取代氣－固界面（或液－液界面取代氣液界面）的同時(shí)，又使氣液界面擴(kuò)大的過(guò)程?！?.2-２、鋪展36祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！日常生活和生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常遇到許多潤(rùn)濕現(xiàn)象。如施用農(nóng)藥、涂刷油漆、機(jī)械潤(rùn)滑、礦物浮選、注水采油及防水材料等工業(yè)技術(shù)都與潤(rùn)濕作用密切相關(guān)?！?.2-２、鋪展37祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！1、防水材料普通的棉布因纖維中含有醇羥基而呈親水性，易被水潤(rùn)濕，接觸角小于90℃，不能防雨，過(guò)去采用在棉布上涂油或上膠的辦法制成防雨布，雖能防雨但透氣性差，制成雨衣，穿著不舒適又笨重。若采用表面活性劑如季胺鹽類與氟氫化合物處理過(guò)的棉布，（可經(jīng)大雨沖淋168小時(shí)而不透濕）使接觸角大于90℃，使水滴在布上呈球狀，不易進(jìn)入布的毛細(xì)孔中，經(jīng)振動(dòng)很易脫落。§7.2-２、鋪展38祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！2、噴灑農(nóng)藥時(shí)，為什么要在農(nóng)藥中加表面活性劑？答：植物的葉子表面有蠟質(zhì)物，不被雨水潤(rùn)濕。如果農(nóng)藥是普通水溶液，噴在植物上不能潤(rùn)濕葉子，接觸角大于90°，成水滴淌下，達(dá)不到殺蟲效果；加了表面活性劑以后，使農(nóng)藥表面張力下降，接觸角小于90°，能潤(rùn)濕葉子，提高殺蟲效果?，F(xiàn)在，有的農(nóng)藥在制備時(shí)就加了表面活性劑，制成乳劑，可以很好的潤(rùn)濕植物的莖葉?！?.2-２、鋪展39祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！1、彎曲液面附加壓力的產(chǎn)生3、毛細(xì)管現(xiàn)象§7.3彎曲液面的附加壓力與毛細(xì)管現(xiàn)象2、拉普拉斯方程---Laplace方程40祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！問(wèn)題1:在裝有純水的玻璃毛細(xì)管外，在水的右端微微加熱，液面將向哪邊移動(dòng)？在裝有純汞的玻璃毛細(xì)管外，在汞的右端微微加熱，液面將向哪邊移動(dòng)？§7.3-問(wèn)題141祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！問(wèn)題2:如圖所示，在一玻璃管的兩端連有一大一小的兩個(gè)肥皂泡?，F(xiàn)打開活塞使兩氣泡相通時(shí)，試問(wèn)兩個(gè)泡的大小有什么變化?．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．§7.3-問(wèn)題242祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！§7.3-問(wèn)題3問(wèn)題3：鋤地保墑的原理是什么？43祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！彎曲液面可分兩種：凸液面和凹液面。由于彎曲液面表面張力的合力不為零,在液面兩側(cè)存在一壓力差△P，稱為彎曲液面的附加壓力?！鱌=P內(nèi)-P外

P內(nèi)和P外—分別為液體內(nèi)側(cè)相和外側(cè)相的壓力。定義為:液氣????????pgpl氣液

ppgpl氣液????氣plpg

p§7.3-1彎曲液面附加壓力的產(chǎn)生44祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！凸液面:△P的方向指向液體內(nèi)部?！鱌=P內(nèi)-P外=Pl-Pg>0△P=P內(nèi)-P外=Pl-Pg<0結(jié)論:凹液面:△P的方向指向液體外部。平液面:P內(nèi)=P外，△P=P內(nèi)-P外=0，無(wú)附加壓力。液氣????????pgplpg氣液

ppl氣液????氣plpg

p附加壓力總是指向球面的球心?！?.3-2拉普拉斯方程---Laplace方程45祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！Laplace方程的推導(dǎo)：?OO1?ABrr1設(shè)有一球形液滴如圖：水平方向的力相互平衡。垂直方向力的合力是指向液體內(nèi)部的。單位周長(zhǎng)垂直方向的力為球缺底面周長(zhǎng)為2πr1在圓周上的垂直方向力的合力為:作用在底面圓周上的§7.3-2拉普拉斯方程---Laplace方程46祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！彎曲液面的附加壓力（即壓強(qiáng)）為：Laplace方程表明:△P與成正比,與r成反比。Laplace方程§7.3-2拉普拉斯方程---Laplace方程47祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！為了體現(xiàn)附加壓力的方向:指向液體內(nèi)部為正，指向液體外部為負(fù)．規(guī)定:凸面的曲率半徑取正值凹面的曲率半徑取負(fù)值對(duì)于空氣中的小氣泡，有內(nèi)外兩個(gè)表面，故§7.3-2拉普拉斯方程---Laplace方程48祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！T問(wèn)題1--答案問(wèn)題1:在裝有純水的玻璃毛細(xì)管外，在水的右端微微加熱，液面將向哪邊移動(dòng)？在裝有純汞的玻璃毛細(xì)管外，在汞的右端微微加熱，液面將向哪邊移動(dòng)？右移左移49祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步?。畣?wèn)題2---答案問(wèn)題1:如圖所示，在一玻璃管的兩端連有一大一小的兩個(gè)肥皂泡?，F(xiàn)打開活塞使兩氣泡相通時(shí)，試問(wèn)兩個(gè)泡的大小有什么變化?泡的受力情況：如圖P內(nèi)=

△P＋P外因P外相等，故小泡變小，大泡變大。直到兩邊曲率半徑相等。﹒?P內(nèi)P內(nèi)∝1/r50祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！毛細(xì)管現(xiàn)象:將毛細(xì)管插入液面后，會(huì)發(fā)生液面沿毛細(xì)管上升（或下降）的現(xiàn)象，稱為毛細(xì)管現(xiàn)象。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因?若液體（例如水）能夠潤(rùn)濕毛細(xì)管,則液體在毛細(xì)管中呈凹液面。以毛細(xì)管上升為例§7.3-3毛細(xì)管現(xiàn)象51祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！開始時(shí)，管內(nèi)外液體的受力如圖：平衡時(shí)，則hhrr1液體在毛細(xì)管內(nèi)上升的高度公式?結(jié)論1:在一定T下,毛細(xì)管越細(xì),液體的密度越小,液體對(duì)管壁潤(rùn)濕越好,則液體在毛細(xì)管中上升得越高?！?.3-3毛細(xì)管現(xiàn)象52祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！當(dāng)液體不能潤(rùn)濕毛細(xì)管時(shí)，則液體在毛細(xì)管中呈凸液面，液體將沿毛細(xì)管下降，下降的高度公式如上。表面張力的存在是彎曲液面產(chǎn)生附加壓力的根本原因，而毛細(xì)管現(xiàn)象則是彎曲液面具有附加壓力的必然結(jié)果。結(jié)論2:若液體能潤(rùn)濕毛細(xì)管，將發(fā)生液體沿毛細(xì)管上升的現(xiàn)象，反之，則下降?！?.3-3毛細(xì)管現(xiàn)象53祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！植物就是利用這種毛細(xì)管現(xiàn)象,源源不斷地從土壤中吸取水分和營(yíng)養(yǎng).人們也可利用這種毛細(xì)管現(xiàn)象,給植物輸液。必要時(shí)得切斷地表的毛細(xì)管，達(dá)到保墑的目的。例７.３.１§7.3-3毛細(xì)管現(xiàn)象54祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！例7.3.120℃時(shí)，將半徑r=1.20×10-4m的毛細(xì)管垂直地插入水中，水對(duì)毛細(xì)管壁完全潤(rùn)濕。已知20℃時(shí)，水的表面張力σ=72.75×10-3N.m-1,水的密度ρ=1×103kg.m-3。試求水在毛細(xì)管內(nèi)上升的高度。55祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！例7.3.1解：g=9.8m.s-2=9.8N.kg-1。水對(duì)毛細(xì)管壁完全潤(rùn)濕時(shí)?=0。，cos?=1,故水在管內(nèi)上升高度由式（7-3-3）可知，即h=2σ/rρg=2×72.75×10-3/(1.20×10-4×103×9.8)m=0.124m56祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！下過(guò)雨后，泥土潤(rùn)濕，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)受毛細(xì)壓力作用彼此靠緊，形成無(wú)數(shù)毛細(xì)管并彼此聯(lián)接，直通地面。使植物根下的水分沿毛細(xì)管上升而蒸發(fā),使土壤缺少水分。為使莊稼茂盛生長(zhǎng)，必須破壞土壤中的毛細(xì)管，鋤地不僅可以鏟除雜草,還可破壞土壤中的毛細(xì)管。墑:土壤含有適合種子發(fā)芽和作物生長(zhǎng)的濕度。問(wèn)題3:鋤地保墑的原理是什么？問(wèn)

題

3答案57祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！1、微小液滴的飽和蒸氣壓---Kelvin公式§7.4亞穩(wěn)狀態(tài)及新相的生成2、亞穩(wěn)狀態(tài)及新相的生成58祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！§7.4

-1微小液滴的飽和蒸汽壓

---Kelvin公式

取清潔的玻璃板一塊，在上面噴些小水滴，同時(shí)放上大半杯水，然后將其密封在一個(gè)恒溫的容器中經(jīng)一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)小水滴變得更小，甚至消失，而這杯水的液面有所上升。59祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明在一定T下，小水滴比平液面水更易蒸發(fā),小水滴的飽和蒸氣壓比平液面的飽和蒸氣壓大?！?.4

-1微小液滴的飽和蒸汽壓

--Kelvin公式60祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！平液面飽和蒸氣壓與物質(zhì)的本性、溫度及壓力有關(guān)，而彎曲液面的飽和蒸氣壓不僅與上述因素有關(guān)，還與液面的彎曲程度（曲率半徑）有關(guān)。由熱力學(xué)推導(dǎo)可得凸液面、毛細(xì)管中凹液面的曲率半徑r與其飽和蒸汽壓Pr的關(guān)系的方程式--Kelvin公式。

§7.4

-1、微小液滴的飽和蒸汽壓---Kelvin公式61祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！開爾文公式：凸液面（液滴）即，pr(凸液面)>p(平液面)>pr(毛細(xì)管中凹液面)凹液面）例７.4.１液滴越小，越易蒸發(fā)。氣泡越小，蒸汽壓越小?！?.4

-1、微小液滴的飽和蒸汽壓---Kelvin公式62祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！例7.4.1

在25℃時(shí)水的飽和蒸汽壓為2337.8Pa，密度ρ=998.2kg.m-3

表面張力σ=72.75×10-3N.m-1。試分別計(jì)算圓球形小水滴及在水中的小氣泡的半徑在10-5~10-9m的不同數(shù)值下，飽和蒸汽壓之比pr/p各為若干？

63祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！例7.4.1解：M（H2O）=18.015×

10kg.mol-1。小水滴的半徑取正值，如r=10-5m時(shí)

ln(pr/p)=2σM/(RTρr)

=2x72.75×

10-3×18.015×

10-3/(8.314)×

298.15×998,2×

10-5)=1.0774×10-4

所以pr/p=1.001

64祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！例7.4.1對(duì)于水中的小氣泡，半徑取負(fù)值，如r=-10-5m時(shí)，可以算出

ln(pr/p)=2σM/(RTρr))=-1.0774

所以pr/p=0.9999

25℃時(shí)，在不同半徑下的小水滴或水中小氣泡內(nèi)水的飽和蒸汽壓與平液面水的飽和蒸汽之比pr/p，計(jì)算結(jié)果如下表所示。65祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！例7.4.1r/m10-5

10-610-710-810-9小水滴1.00011.0011.0111.1142.937小氣泡0.99990.99899.98970.89770.3404表中數(shù)據(jù)表明：在一定溫度下，液滴愈小，其飽和蒸汽壓愈大；氣泡愈小，泡內(nèi)液體的飽和蒸汽壓愈小66祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！r/m

10-5

10-6

10-710-810-9pr/p

1.0001

1.001

1.011

1.114

2.937表

20°C時(shí)水的小液滴的飽和蒸氣壓與平液面水的飽和蒸氣壓之比開爾文公式可以說(shuō)明許多表面效應(yīng)，例:毛細(xì)管凝結(jié)。在化工生產(chǎn)中，采用噴霧干燥工藝。由計(jì)算可知，液滴越小，飽和蒸氣壓越大；當(dāng)半徑減小到1nm時(shí)，其飽和蒸氣壓幾乎是平面液體的三倍。硅膠是一種多孔性物質(zhì)，可自動(dòng)吸附空氣中的水蒸氣，在毛細(xì)管中發(fā)生凝結(jié)現(xiàn)象，用來(lái)干燥空氣§7.4

-1、微小液滴的飽和蒸汽壓---Kelvin公式67祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！問(wèn)題4：人工降雨的原理是什么?§7.4

-2-問(wèn)題4、5問(wèn)題5：為什么有機(jī)蒸餾中加了沸石？68祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！一定T下，當(dāng)蒸氣分壓超過(guò)該T下的飽和蒸氣壓，而蒸氣仍不凝結(jié)的現(xiàn)象。此時(shí)的蒸氣稱為過(guò)飽和蒸氣。蒸氣的過(guò)飽和現(xiàn)象：§7.4

-2、亞穩(wěn)狀態(tài)及新相的生成·OO′CC′t0液氣PA··MB·如圖所示：O′C′--微小液滴的飽和蒸氣壓曲線。OC--平液面的飽和蒸氣壓曲線當(dāng)系統(tǒng)點(diǎn)由M點(diǎn)處恒壓降溫到A點(diǎn)時(shí)，對(duì)平液面的液體已過(guò)飽和，對(duì)微小液滴還未達(dá)飽和，此時(shí)平液面液體能凝結(jié)，而微小液滴卻不能凝結(jié)。69祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！問(wèn)題4：人工降雨的原理是什么?人工降雨的條件是：云層中的水蒸氣的壓力必須達(dá)到或超過(guò)高空溫度下平液面的飽和蒸氣壓。用飛機(jī)向云層中噴撒干冰或AgI微粒（或用高射炮向空中發(fā)射干冰或AgI微粒），作為蒸氣的凝結(jié)種子，使r增大，pr減小，使水蒸氣凝結(jié)成水滴可化云為雨。問(wèn)題4答案70祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！液體的過(guò)熱現(xiàn)象：在一定的P下，當(dāng)液體的T高于該壓力下的沸點(diǎn)，而液體仍不沸騰的現(xiàn)象。此時(shí)的液體稱為過(guò)熱液體。過(guò)熱液體產(chǎn)生的原因：如圖所示:在101.325kPa、100℃的純水中，在離液面0.02m的深處,假設(shè)存在一個(gè)半徑為10nm的小氣泡,在上述條件下,純水的表面張力為58.85mN.m-1,密度為958.1kg.m-3。hP大氣=101.325kpaP內(nèi)P靜§7.4

-2、亞穩(wěn)狀態(tài)及新相的生成71祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！§7.4

-2、亞穩(wěn)狀態(tài)及新相的生成72祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！繼續(xù)加熱，T產(chǎn)生過(guò)熱液體T氣泡長(zhǎng)大，△P直到沸騰過(guò)熱液體產(chǎn)生的原因：由于彎曲液面的附加壓力，使氣泡難以形成。由計(jì)算可知;小氣泡要存在，氣泡內(nèi)蒸氣小氣泡不存在，液體不沸100℃時(shí)，開始形成的泡小，△P大§7.4

-2、亞穩(wěn)狀態(tài)及新相的生成73祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！答：據(jù)開氏方程，最初形成的氣泡半徑小，其中的蒸氣壓也小。但△P大，氣泡在到達(dá)正常沸點(diǎn)時(shí)，氣泡內(nèi)的壓力不足抗衡P大氣和△P

，液體仍未沸騰。再繼續(xù)升溫時(shí)，氣泡長(zhǎng)大，所受的△P減小，氣泡內(nèi)的蒸氣壓升高。這時(shí)液體溫度已超過(guò)沸點(diǎn)，所有液體都想變成蒸氣沖出，這就是暴沸。沸石是多孔固體，小孔中含有空氣，在升溫過(guò)程中空氣逸出，提供成泡中心，使初形成的蒸氣泡不致于太小。到達(dá)沸點(diǎn)時(shí)氣泡上升，攪動(dòng)溶液，使液體保持正常的沸騰狀態(tài)。§7.4

-2-問(wèn)題5答案問(wèn)題5：為什么有機(jī)蒸餾中加了沸石？74祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！溶液的過(guò)飽和現(xiàn)象：在一定T、P下，當(dāng)溶液中溶質(zhì)的濃度已超過(guò)該T、P下的溶質(zhì)的溶解度，而溶質(zhì)仍不析出的現(xiàn)象。此時(shí)的溶液稱為過(guò)飽和溶液。液體的過(guò)冷現(xiàn)象：在一定壓力下，當(dāng)液體的溫度已低于該壓力下液體的凝固點(diǎn)，而液體仍不凝固的現(xiàn)象。此時(shí)的液體稱為過(guò)冷液體?！?.4

-2、亞穩(wěn)狀態(tài)及新相的生成75祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！亞穩(wěn)狀態(tài)：過(guò)飽和蒸氣，過(guò)冷或過(guò)熱液體、以及過(guò)飽和溶液所處的狀態(tài)均屬亞穩(wěn)狀態(tài)，它們不是熱力學(xué)的平衡態(tài)，不能長(zhǎng)期穩(wěn)定存在，但在適當(dāng)條件下能穩(wěn)定存在一段時(shí)間，故稱亞穩(wěn)狀態(tài)。一旦新相生成,亞穩(wěn)狀態(tài)則失去穩(wěn)定,而最終達(dá)到穩(wěn)定的相態(tài)。亞穩(wěn)狀態(tài)能存在的原因:是新相難以形成?！?.4

-2、亞穩(wěn)狀態(tài)及新相的生成76祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！1、固體表面的特性２、物理吸附及化學(xué)吸附§７.５固體表面的吸附作用77祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！§７.５

–１、固體表面的特性共同點(diǎn)：表面層分子受力不對(duì)稱的，因此固體表面也有表面張力及表面能存在。不同點(diǎn)：液體表面層分子可移動(dòng)，通過(guò)減少表面積來(lái)降低表面吉布斯函數(shù)，而固體的則不能通過(guò)降低表面積來(lái)降低表面能，只有通過(guò)降低界面張力的途徑來(lái)降低表面能。固體表面與液體表面78祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！正由于固體表面原子受力不對(duì)稱和表面結(jié)構(gòu)不均勻性，它可以從表面外部空間吸引氣體或液體分子到表面，以減小表面分子受力(表面張力)不對(duì)稱的程度。使表面能下降。發(fā)生上述過(guò)程時(shí)，氣體在固體表面的濃度（或密度）不同于氣相中的濃度（或密度）。例；活性炭放入充滿溴蒸氣的玻璃瓶中，片刻紅棕色逐漸消失，說(shuō)明，活性炭的表面有富集溴蒸氣的能力。§７.５–１、固體表面的特性79祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！常用的吸附劑有：硅膠、分子篩、活性炭等。吸附質(zhì)-adsorbate

—被吸附的物質(zhì)。吸附劑-adsorbent—起吸附作用的固體。吸附作用僅僅發(fā)生在兩相的交界面上,所以它是一種表面現(xiàn)象。吸附:這種在相界面上某種物質(zhì)的濃度不同于體相濃度的現(xiàn)象稱為吸附。§７.５–１、固體表面的特性80祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！日常生活及生產(chǎn)中，應(yīng)用固體吸附劑的歷史悠久。

從湖南馬王堆出土的1號(hào)漢墓中發(fā)現(xiàn)，早在二千年前，人們利用木炭作防腐劑、吸濕劑、除臭劑。

制糖工業(yè)用活性炭吸附糖液中的雜質(zhì)而脫色。

防毒面具用活性炭吸附有毒氣體。廣泛的應(yīng)用：干燥劑、防毒面具、脫色劑、色譜、污水處理、催化劑、…§７.５–１、固體表面的特性81祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！按吸附作用力性質(zhì)不同?？蓪⑽椒譃槲锢砦胶突瘜W(xué)吸附。

物理吸附Physicaladsorption：吸附質(zhì)與吸附劑之間的作用力為范德華力?；瘜W(xué)吸附chemicaladsorption：吸附質(zhì)與吸附劑之間的作用力為化學(xué)鍵力?！欤?５–２、物理吸附及化學(xué)吸附物理吸附僅僅是一種物理作用，沒(méi)有電子轉(zhuǎn)移，沒(méi)有化學(xué)鍵的生成與破壞，也沒(méi)有原子重排等?；瘜W(xué)吸附相當(dāng)于吸附劑表面分子與吸附質(zhì)分子發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，在紅外、紫外-可見(jiàn)光譜中會(huì)出現(xiàn)新的特征吸收帶。82祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！物理吸附和化學(xué)吸附的區(qū)別：性質(zhì).物理吸附化學(xué)吸附吸附力分子間力化學(xué)鍵力吸附層數(shù)單層或多層單層吸附熱?。ń谝夯療幔┐螅ń诜磻?yīng)熱）選擇性無(wú)(TC高的易液化的氣體易被吸附)有吸附溫度低高吸附速率快慢吸附平衡易達(dá)到不易達(dá)到.§７.５–２、物理吸附及化學(xué)吸附83祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！

這兩類吸附并不是完全不相容,有時(shí)同時(shí)發(fā)生,并在不同的情況下,吸附性質(zhì)也可發(fā)生變化，例：CO在Pd上的吸附。AB—物理吸附BC—化學(xué)吸附CD—化學(xué)吸附§７.５–２、物理吸附及化學(xué)吸附84祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！1、吸附等溫線2、吸附等溫經(jīng)驗(yàn)式——弗羅因德利希公式3、單分子層吸附理論§７-６

等溫吸附85祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！氣固同時(shí)存在兩個(gè)相反過(guò)程----吸附；脫附，最后當(dāng)二者速率相等時(shí)達(dá)吸附平衡。吸附量通常有三種表示法：在一定T下，達(dá)吸附平衡時(shí)(1)單位面積的吸附劑所吸附氣體物質(zhì)的量。

體積要換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況(STP)§７-６

等溫吸附86祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！(2)單位質(zhì)量的吸附劑所吸附氣體物質(zhì)的量。(3)單位質(zhì)量的吸附劑所吸附氣體的體積。

體積要換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況(STP)§７-６

等溫吸附87祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！對(duì)于一定的吸附劑與吸附質(zhì)的系統(tǒng)，達(dá)到吸附平衡時(shí)，吸附量是溫度和吸附質(zhì)壓力的函數(shù)，即：通常固定一個(gè)變量，求出另外兩個(gè)變量之間的關(guān)系，例如：(1)T=常數(shù)，

=f(p)，得吸附等溫線。(3)

=常數(shù)，p=f(T)，得吸附等量線。(2)p=常數(shù)，

=f(T)，得吸附等壓線。§７-６

等溫吸附88祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！§７-６-1、等溫吸附線吸附等溫線如圖:由圖可以看出(1):壓力一定時(shí),溫度愈低,平衡吸附量愈大.(2):溫度一定時(shí),一般的壓力愈大,平衡吸附量愈大.例:253K低壓時(shí),Γ與p成線性關(guān)系。高壓時(shí),Γ

與p無(wú)關(guān).為定值，吸附達(dá)飽和。當(dāng)中壓時(shí)，Γ與p呈曲線關(guān)系。Γ

與p的關(guān)系也可用方程式表示。低壓時(shí),Γ與p成線性關(guān)系。高壓時(shí),Γ

與p無(wú)關(guān).為定值，吸附達(dá)飽和。當(dāng)中壓時(shí)，Γ與p呈曲線關(guān)系。Γ

與p的關(guān)系也可用方程式表示。89祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！描述吸附等溫線的弗羅因德利希公式如下：K和n兩個(gè)與T有關(guān)的常數(shù)，上式取對(duì)數(shù)，作圖可求出n、k

。（中壓范圍）該式形式簡(jiǎn)單、計(jì)算方便，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。但常數(shù)無(wú)明確物理意義，只能概括說(shuō)明一部分實(shí)驗(yàn)事實(shí)，不能說(shuō)明吸附作用的機(jī)理?！欤?６-2、等溫吸附經(jīng)驗(yàn)式90祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步?、?、固體表面對(duì)氣體的吸附是單分子層的；

(即固體表面上每個(gè)吸附位只能吸附一個(gè)分子，氣體分子只有碰撞到固體的空白表面上才能被吸附)；②、固體表面是均勻的；

(表面上所有部位的吸附能力相同)③、被吸附的氣體分子間無(wú)相互作用力；

(即吸附或脫附的難易與鄰近有無(wú)吸附分子無(wú)關(guān))④、吸附平衡是動(dòng)態(tài)平衡。(即達(dá)吸附平衡時(shí)，吸附和脫附過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，不過(guò)速率相同)。

Langmuir吸附等溫式描述了吸附量與被吸附蒸汽壓力之間的定量關(guān)系。他在推導(dǎo)該公式的過(guò)程引入了單分子層吸附理論基本假設(shè)：§７-６-3、單分子層吸附理論91祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！

以k1、k-1分別代表吸附與解吸的速率常數(shù)，A代表氣體，M代表固體表面，AM代表吸附狀態(tài)，則吸附的始末狀態(tài)可以表示為設(shè)為固體表面被覆蓋的分?jǐn)?shù)，稱為覆蓋率，即=被吸附質(zhì)覆蓋的固體表面積/固體總的表面積則代表固體空白表面的分?jǐn)?shù)。

依據(jù)吸附模型，吸附速率

解吸速率A（g）+M（表面）AMk1k-1N：代表固體表面上具有吸附能力的總的晶格位置數(shù)?！欤?６-3、單分子層吸附理論92祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！蘭繆爾吸附等溫式。吸附平衡時(shí)：

b稱為吸附系數(shù),單位：Pa-1,其大小與吸附劑、吸附質(zhì)的本性及溫度有關(guān)。

b值越大，則表示吸附能力越強(qiáng)。=被吸附質(zhì)覆蓋的固體表面積/固體總的表面積§７-６-3、單分子層吸附理論93祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！：平衡吸附量，是在吸附平衡溫度、壓力下的吸附量。所以有因每個(gè)具有吸附能力的位置上只能吸附一個(gè)氣體分子蘭繆爾吸附等溫式又可以表示為或：飽和吸附量，是在吸附平衡溫度、壓力下吸附劑被覆蓋滿一層的吸附量。§７-６-3、單分子層吸附理論94祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！若以對(duì)作圖，有直線斜率和截距可求b和。

可用下式求吸附劑的比表面積：

L：阿伏加德羅常數(shù)。A：每個(gè)被吸附分子的截面積?！欤?６-3、單分子層吸附理論95祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！1.當(dāng)p很小，或吸附很弱時(shí)，bp<<1，Γ=bp，Γ與p成線性關(guān)系。2.當(dāng)p很大或吸附很強(qiáng)時(shí)，bp>>1，Γ=?！蓿cp無(wú)關(guān)，吸附已鋪滿單分子層。3.當(dāng)壓力適中，?！豴m，m介于0與1之間。下面討論吸附等溫線§７-６-3、單分子層吸附理論96祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！1.假設(shè)吸附是單分子層的，與事實(shí)不符。2.假設(shè)表面是均勻的，其實(shí)大部分表面是不均勻的。3.在覆蓋度q較大時(shí)，Langmuir吸附等溫式不適用。Langmuir吸附等溫式的缺點(diǎn)：§７-６-3、單分子層吸附理論97祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！用活性炭吸附CHCl3時(shí)，0℃時(shí)的最大吸附量為93.8dm3·kg-1

已知該溫度下CHCl3

的分壓力為1.34×104Pa時(shí)的平衡吸附量為82.5dm3·kg-1

，試計(jì)算：（1）朗繆爾吸附定溫式中的常數(shù)b

；（2）CHCl3分壓力為6.67×103Pa時(shí)的平衡吸附量。課外７-６-3.198祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！課外７-６-3.199祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！表面張力的測(cè)定方法100祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！表面張力的測(cè)定方法當(dāng)r氣泡＝r毛細(xì)管時(shí)，r最小，

p有最大值101祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！1、溶液表面的吸附2、吉布斯吸附等溫式§７.7溶液表面的吸附102祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！問(wèn)題一:在一盆清水的表面，平行放兩根火柴棍。水面靜止后，在火柴棍之間滴一滴肥皂水，兩棍間距離是加大了還是縮小了？問(wèn)題二:在純水的液面上放一紙船，紙船顯然不會(huì)自動(dòng)航行。若在船尾靠水部分涂抹一點(diǎn)肥皂，再放入水中，情況又將如何？問(wèn)題三:噴灑農(nóng)藥時(shí)，為什么要在農(nóng)藥中加表面活性劑？§７.7溶液表面103祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！溶液表面的吸附:溶質(zhì)在溶液表面層（或表面相）中的濃度與在溶液本體（或體相）中濃度不同的現(xiàn)象，稱為溶液表面的吸附。

或溶質(zhì)在界面層中比體相中相對(duì)濃集或貧乏的現(xiàn)象稱溶液界面上的吸附，前者叫正吸附，后者叫負(fù)吸附?！欤?7-1、溶液表面的吸附現(xiàn)象104祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！產(chǎn)生溶液表面吸附現(xiàn)象的原因是：恒溫恒壓下，溶液表面吉布斯函數(shù)有自動(dòng)減小的趨勢(shì)。因?yàn)椋诤銣睾銐合?，dG=d(σA)=Adσ+σdA

當(dāng)面積不變，dA=0時(shí)，要使dG=Adσ＜0，只能由表面張力的減小來(lái)達(dá)到。使溶液中相互作用較弱的分子富集到表面上來(lái)。(相反結(jié)果怎樣？)當(dāng)溶劑中加入溶質(zhì)成為溶液后，比之純?nèi)軇?，溶液的表面張力?huì)發(fā)生改變，或者升高或者降低?！欤?7-1、溶液表面的吸附現(xiàn)象105祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！圖10-5-1溶液的表面張力與濃度的關(guān)系ⅠⅡⅢ{

}{c}水中加無(wú)機(jī)酸、堿、鹽等。水中加有機(jī)酸、醇、酯、醚、酮等。水中加入肥皂、合成洗滌劑等。§７.7-1、溶液表面的吸附現(xiàn)象106祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！水中加入溶質(zhì)后，表面張力與濃度的關(guān)系歸為三類：第I類物質(zhì)，是無(wú)機(jī)的酸、堿、鹽，在水中可電離為正負(fù)離子，使溶液中分子之間相互作用增強(qiáng)，使溶液表面張力升高，使表面吉布斯函數(shù)升高（多羥基類有機(jī)化合物作用類似）。因吉布斯函數(shù)有自動(dòng)下降的趨勢(shì)，所以，這類物質(zhì)在表面的濃度會(huì)自動(dòng)降低，它們?cè)诒砻鎸拥臐舛鹊陀诒倔w濃度。這種現(xiàn)象即為負(fù)吸附?！欤?7-1、溶液表面的吸附現(xiàn)象107祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！

第II類物質(zhì)，是有機(jī)類化合物，其分子間相互作用較弱，當(dāng)它們富集于溶液表面時(shí)，使表面層中分子相互作用減弱，表面張力降低，從而降低表面吉布斯函數(shù)。所以它們會(huì)自動(dòng)富集于表面，使其在表面層濃度大于本體濃度，形成所謂的正吸附。第III類物質(zhì)是有機(jī)類化合物，形成所謂的正吸附。在一定濃度以上，濃度增加，σ?guī)缀醪蛔?。具有長(zhǎng)碳鏈（碳原子數(shù)大于8）的極性有機(jī)化合物.§７.7-1、溶液表面的吸附現(xiàn)象108祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！

表面活性物質(zhì):(surfaceactivesubstance)指溶入少量就能顯著降低液體表面張力的物質(zhì)。表面活性物質(zhì)的表面濃度大于本體濃度，產(chǎn)生正吸附。表面惰性物質(zhì):能使水的表面張力明顯升高的溶質(zhì)稱為---。表面惰性物質(zhì)在表面的濃度低于在本體的濃度，產(chǎn)生負(fù)吸附?！欤?7-1、溶液表面的吸附現(xiàn)象109祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！在單位面積的表面層中，所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量與同量溶劑在溶液本體中所含溶質(zhì)物質(zhì)的量的差值，稱為溶質(zhì)的表面過(guò)?；虮砻嫖搅?。單位是mol/m2

§7.7-2、吉布斯吸附公式吉布斯用熱力學(xué)方法可導(dǎo)出，

與σ及C的吉布斯吸附等溫方程：溶質(zhì)的表面過(guò)?；虮砻嫖搅?10祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！求Γ

的方法：σ

=f（c）→dσ/dc

→Γ1.dσ/dc<0，增加溶質(zhì)的濃度使表面張力下降，G為正值，是正吸附。表面層中溶質(zhì)濃度大于本體濃度。表面活性物質(zhì)屬于這種情況。2.dσ/dc>0，增加溶質(zhì)的濃度使表面張力升高，G為負(fù)值，是負(fù)吸附。表面層中溶質(zhì)濃度低于本體濃度。非表面活性物質(zhì)屬于這種情況?！?.7-2、吉布斯吸附公式111祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！Oc當(dāng)C很大時(shí),與C無(wú)關(guān)表面活性物質(zhì)的

-c的關(guān)系用下式表示當(dāng)C很小時(shí)，直線關(guān)系當(dāng)C中等時(shí)曲線§7.7-2、吉布斯吸附公式112祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！

：飽和吸附量，單位表面上定向排列呈單分子吸附時(shí)溶質(zhì)的摩爾數(shù)。原來(lái)是表面超額，當(dāng)達(dá)到飽和吸附時(shí),Gm可以作為單位表面上溶質(zhì)的物質(zhì)的量測(cè)定

，可算每個(gè)溶質(zhì)分子的截面積§7.7-2、吉布斯吸附公式mol/m2mol-1113祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！1、表面活性物質(zhì)的分類與結(jié)構(gòu)

2、表面活性劑的性質(zhì)及其在體相與界面層的分布§７.8表面活性物質(zhì)3、表面活性劑的應(yīng)用114祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！表面活性劑通常采用按化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)分類，分為離子型和非離子型兩大類，當(dāng)表面活性物質(zhì)溶于水時(shí),凡能電離生成離子的,稱為離子型表面活性物質(zhì).按其在水溶液中具有表面活性作用的離子的電性,又可再分陽(yáng)離子型、陰離子型和兩性型表面活性劑。.§７.8-1表面活性物質(zhì)的分類與結(jié)構(gòu)(1)表面活性劑的分類凡在水中不能電離的,稱為非離子型表面活性物質(zhì).顯然陽(yáng)離子型和陰離子型的表面活性劑不能混用，否則可能會(huì)發(fā)生沉淀而失去活性作用。115祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！

離子型：

表面活性劑

非離子型：聚乙二醇類：聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酯陰離子型：如肥皂，RCOONa陽(yáng)離子型:胺鹽兩性型：氨基酸型R+

－R－+R+－§７.8-1表面活性物質(zhì)的分類與結(jié)構(gòu)116祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！(2)表面活性劑的結(jié)構(gòu)特征一般表面活性劑分子都是由親水性的極性基團(tuán)(親水基)和憎水(親油)性的非極性基團(tuán)(憎水基或親油基)兩部分所構(gòu)成，如圖所示。圖10.5.5油酸表面活性劑的結(jié)構(gòu)特征COO-CH3(CH2)7=CH(CH2)7H+親油基親水基§７.8-1表面活性物質(zhì)的分類與結(jié)構(gòu)117祝大家學(xué)習(xí)愉快，天天進(jìn)步！§７.8-2表面活性劑的性質(zhì)及其在體相與界面層的分布表面活性劑分子是兩親分子,具有親水和親油基團(tuán)親水基團(tuán)進(jìn)入水中,