NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 第11章表面与胶体化学 Chapter 11 Chemistry on Surface Colloid
Chemistry on Surface & Colloid Chapter 11 第11章 表面与胶体化学
NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 章教学要求 (1)了解表面现象及表面活性剂的概念。 (2)了解胶体的组成、结构和特性。 (3)了解涂料的组成及应用。 制作张思敬等 理学院化学系2
制作:张思敬等 理学院化学系 2 (3)了解涂料的组成及应用。 (1)了解表面现象及表面活性剂的概念。 (2)了解胶体的组成、结构和特性。 本章教学要求
NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 111表面能与表面现象 章 112表面活性剂 113胶体 114涂料及其应用 制作张思敬等 理学院化学系
制作:张思敬等 理学院化学系 3 11.1 表面能与表面现象 11.2 表面活性剂 11.3 胶体 11.4 涂料及其应用
团曷宫岁种拔半 NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 11.1表面能与表面现象 表面自由能( Surface Free Energy) 使液体表面积增大的过程是克服液相分子吸引力,使体相 分子转移到表面相的过程,需要环境对体系做功。以可逆方 式做功最少,称之为表面功。 由吉布斯自由能性质可知,在恒温恒压下,此表面功即 等于体系吉布斯自由能的变化量的相反数: △G=-M=0△A 称为比表面自由能,其物理意义为在恒T,P,n条件下, 增加一个单位表面积时,体系自由能的增量。单位:J.m2。 此式表明,考虑表面相贡献的多相体系,除了温度、压力、 组成等因素,表面积也是影响体系热力学函数的一个重要变量。 制作张思敬等 理学院化学系4
制作:张思敬等 理学院化学系 4 表面自由能(Surface Free Energy) 使液体表面积增大的过程是克服液相分子吸引力, 使体相 分子转移到表面相的过程，需要环境对体系做功。以可逆方 式做功最少，称之为表面功。 由吉布斯自由能性质可知，在恒温恒压下，此表面功即 等于体系吉布斯自由能的变化量的相反数： 此式表明，考虑表面相贡献的多相体系，除了温度、压力、 组成等因素，表面积也是影响体系热力学函数的一个重要变量。 11.1 表面能与表面现象 △G=-W=σ△A 称为比表面自由能，其物理意义为在恒T，P，n条件下， 增加一个单位表面积时，体系自由能的增量。单位：J﹒m-2
NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 表面张力( Surface Tens ion) O)A入从表面现象的微观成因,我 OO 们还可以得出一个结论:表 面相分子密度较液相分子低, 因而表面相分子间存在较大 O○吸 ○○ ○从发观层面来看,液体表 面仿佛存在一层紧绷的液 膜,在膜内处处存在的使 膜紧绷的力即为表面张力。 制作张思敬等 理学院化学系5
制作:张思敬等 理学院化学系 5 表面张力(Surface Tension) 从表面现象的微观成因，我 们还可以得出一个结论：表 面相分子密度较液相分子低， 因而表面相分子间存在较大 吸引力。 从宏观层面来看，液体表 面仿佛存在一层紧绷的液 膜，在膜内处处存在的使 膜紧绷的力即为表面张力
NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 在两相界面上,处处存在着一种张力,它垂直 于表面的单位线段上,指向使表面紧缩的方向并与 表面相切。 作用于单位边界线上的这种力称为表面张力y,单 位是Nm1。 注意 1.表面张力是作用在单位长度线段 上的力,量纲为Nm1 肥皂膜 2.注意区分表面张力产生原因与表 面张力的表现。 制作张思敬等 理学院化学系6
制作:张思敬等 理学院化学系 6 在两相界面上，处处存在着一种张力，它垂直 于表面的单位线段上，指向使表面紧缩的方向并与 表面相切。 注意： 1. 表面张力是作用在单位长度线段 上的力，量纲为Ｎ m-1 。 2. 注意区分表面张力产生原因与表 面张力的表现。 作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，单 位是N·m-1 。 肥皂膜 F
NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 表面现象 制作张思敬等 理学院化学系7
制作:张思敬等 理学院化学系 7 表面现象 水滴为什么是圆 形而不是方形
NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 表面化学与其它学科的联系 生命科学(生物膜及膜模拟化学) 表 面能源科学(三次采油煤的液化化学电源) 材料科学(超细材料、材料的表面改型) 学 信息科学(LB膜,微电子器件) 表面化学的发展和现状 1805T. Young提出界面张力概念 1806PS. Laplase表面张力与曲率半径关系 1 878 Gibbs 表面吸附方程 1916 Langmuir固体吸附等温方程式 制作张思敬等 理学院化学系8
制作:张思敬等 理学院化学系 8 表面化学与其它学科的联系 表 面 化 学 生命科学（生物膜及膜模拟化学） 能源科学（三次采油、煤的液化、化学电源） 材料科学（超细材料、材料的表面改型） 信息科学（LB膜，微电子器件） 表面化学的发展和现状 1805 T . Young 提出界面张力概念 1806 P.S. Laplase 表面张力与曲率半径关系 1878 Gibbs 表面吸附方程 1916 Langmuir 固体吸附等温方程式
NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 表面现象的微观成因 气体 表面层 液体 液体表面附近 分子分布的大概情况 制作张思敬等 理学院化学系9
制作:张思敬等 理学院化学系 9 表面现象的微观成因
NAN UMMERSTY OF NAHTLCTUO NO TLONOLOOY 表面相分子受力 不均匀,其分子有被 气相 拉入液相的趋势。 这种受力不均匀性是 表面现象产生的微观 成因。 液体的表面积因而有 液相 自发收缩的趋势。 这解释了为什么液滴会以 球形的形态存在。 制作张思敬等 理学院化学系10
制作 :张思敬等 理学院化学系 10 表面相分子受力 不均匀，其分子有被 拉入液相的趋势。 这种受力不均匀性是 表面现象产生的微观 成因。 液体的表面积因而有 自发收缩的趋势。 这解释了为什么液滴会以 球形的形态存在。 液相 气相