物理化學(xué)復(fù)習(xí)

第八章表面現(xiàn)象與分散系統(tǒng)2024/1/221(一)表面現(xiàn)象1表面吉布斯自由能和表面張力2純液體的表面現(xiàn)象(彎曲表面下的附加壓力和蒸氣壓)4表面活性劑及其作用3固體表面的吸附2024/1/222純液體的表面現(xiàn)象附加壓力

液體的浸潤(rùn)與鋪展

曲率對(duì)蒸氣壓的影響

毛細(xì)管現(xiàn)象2024/1/22附加壓力

根據(jù)數(shù)學(xué)上規(guī)定，凸面的曲率半徑取正值，凹面的曲率半徑取負(fù)值。所以，凸面的附加壓力指向液體，凹面的附加壓力指向氣體，即附加壓力總是指向球面的球心。2024/1/22曲率對(duì)蒸氣壓的影響2024/1/22潤(rùn)濕在氣、液、固三相交界點(diǎn)，氣-液與氣-固界面張力之間的夾角稱為接觸角，通常用q表示。若接觸角大于90°，說明液體不能潤(rùn)濕固體，如汞在玻璃表面；若接觸角小于90°，液體能潤(rùn)濕固體，如水在潔凈的玻璃表面。2024/1/22潤(rùn)濕若接觸角大于90°，說明液體不能潤(rùn)濕固體，如汞在玻璃表面；若接觸角小于90°，液體能潤(rùn)濕固體，如水在潔凈的玻璃表面。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：2024/1/22毛細(xì)現(xiàn)象利用毛細(xì)管現(xiàn)象，可以測(cè)定液體的表面張力。假設(shè)上升高度為h，液體和表面的氣體密度差為Δρ，液面的球面曲率半徑為R，可以推得：

其中r是毛細(xì)管半徑，θ是液體與毛細(xì)管的接觸角。毛細(xì)管半徑r越小，液面升得越高。如果管內(nèi)液面凸形，則θ<0，即管內(nèi)液面下降。2024/1/22例題水能潤(rùn)濕毛細(xì)管玻璃，現(xiàn)有一兩端半徑不同的毛細(xì)管里面有少量水如圖所示。

試回答汞在毛細(xì)管內(nèi)如何運(yùn)動(dòng)，為什么？2024/1/22氣體在固體表面上的吸附固體表面的吸附物理吸附化學(xué)吸附2024/1/22吸附的類型按照固體表面分子對(duì)被吸附氣體分子作用力性質(zhì)不同,一般分為兩類物理吸附化學(xué)吸附2024/1/22物理吸附具有如下特點(diǎn)的吸附稱為物理吸附：1.吸附力是由固體和氣體分子之間的范德華引力產(chǎn)生的，一般比較弱。2.吸附熱較小，接近于氣體的液化熱，一般在幾個(gè)

kJ/mol以下。3.吸附無選擇性，任何固體可以吸附任何氣體，當(dāng)然吸附量會(huì)有所不同。2024/1/22物理吸附4.吸附穩(wěn)定性不高，吸附與解吸速率都很快。5.吸附可以是單分子層的，但也可以是多分子層的。6.吸附不需要活化能，吸附速率并不因溫度的升高而變快。總之：物理吸附僅僅是一種物理作用，沒有電子轉(zhuǎn)移，沒有化學(xué)鍵的生成與破壞，也沒有原子重排等。2024/1/22化學(xué)吸附具有如下特點(diǎn)的吸附稱為化學(xué)吸附：1.吸附力是由吸附劑與吸附質(zhì)分子之間產(chǎn)生的化學(xué)鍵力，一般較強(qiáng)。2.吸附熱較高，接近于化學(xué)反應(yīng)熱，一般在40kJ/mol

以上。3.吸附有選擇性，固體表面的活性位只吸附與之可發(fā)生反應(yīng)的氣體分子，如酸位吸附堿性分子，反之亦然。2024/1/22化學(xué)吸附4.吸附很穩(wěn)定，一旦吸附，就不易解吸。5.吸附是單分子層的。6.吸附需要活化能，溫度升高，吸附和解吸速率加快總之：化學(xué)吸附相當(dāng)與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-可見光譜中會(huì)出現(xiàn)新的特征吸收帶。2024/1/22表面活性劑及作用2024/1/22表面活性劑分類1.離子型2.非離子型陽(yáng)離子型陰離子型兩性型表面活性劑2024/1/22第八章第二部分分散體系2024/1/221分散體系的分類2溶膠的光學(xué)及力學(xué)性質(zhì)

3溶膠的電學(xué)性質(zhì)4溶膠的聚沉和絮凝5溶膠的制備與凈化2024/1/22按分散相粒子的大小分類

1.分子分散體系分散相與分散介質(zhì)以分子或離子形式彼此混溶，沒有界面，是均勻的單相，分子半徑大小在10-9m以下。通常把這種體系稱為真溶液，如CuSO4溶液。2.膠體分散體系分散相粒子的半徑在1nm~100nm之間的體系。目測(cè)是均勻的，但實(shí)際是多相不均勻體系。也有的將1nm~

1000nm之間的粒子歸入膠體范疇。3.粗分散體系當(dāng)分散相粒子大于1000nm,

目測(cè)是混濁不均勻體系，放置后會(huì)沉淀或分層，如黃河水。2024/1/222.溶膠的光學(xué)及力學(xué)性質(zhì)2024/1/22電動(dòng)現(xiàn)象

膠粒在重力場(chǎng)作用下發(fā)生沉降，而產(chǎn)生沉降電勢(shì)；帶電的介質(zhì)發(fā)生流動(dòng)，則產(chǎn)生流動(dòng)電勢(shì)。這是因動(dòng)而產(chǎn)生電。以上四種現(xiàn)象都稱為電動(dòng)現(xiàn)象。由于膠粒帶電，而溶膠是電中性的，則介質(zhì)帶與膠粒相反的電荷。在外電場(chǎng)作用下，膠粒和介質(zhì)分別向帶相反電荷的電極移動(dòng)，就產(chǎn)生了電泳和電滲的電動(dòng)現(xiàn)象，這是因電而動(dòng)。2024/1/22膠粒的結(jié)構(gòu)例1：AgNO3+

KI→KNO3+AgI↓

過量的KI作穩(wěn)定劑膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)表達(dá)式：[(AgI)mnI–(n-x)K+]x–xK+

|________________________||________________________________|膠核膠粒膠團(tuán)膠團(tuán)的圖示式：2024/1/22膠粒的結(jié)構(gòu)例2：AgNO3+

KI→KNO3+AgI↓

過量的AgNO3

作穩(wěn)定劑膠團(tuán)的結(jié)構(gòu)表達(dá)式：[(AgI)mnAg+(n-x)NO3–]x+x

NO3–

|______________________________||_______________________________________|膠核膠粒膠團(tuán)膠團(tuán)的圖示式：2024/1/22（1） 與膠粒帶相反電荷的離子的價(jià)數(shù)影響最大，價(jià)數(shù)越高，聚沉能力越強(qiáng)。（2）與膠粒帶相反電荷的離子就是價(jià)數(shù)相同，其聚沉能力也有差異。電解質(zhì)對(duì)溶膠聚沉的影響例如，對(duì)膠粒帶負(fù)電的溶膠，一價(jià)陽(yáng)離子硝酸鹽的聚沉