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1、第八章 表面现象与分散系统,总结,一、表面现象,Jm-2,表面吉布斯函数：,表面张力：表面紧缩力 Nm-1,二、表面热力学,三、Young-Laplace 公式:p=2/r 附加压力的方向总是指向球心,四、Kelvin eq.,注意：凹（液中气泡）：r取负值，pr p,五、毛细管现象(capillarity),R为毛细管半径,六、Langmuir单分子层吸附等温式,七、Gibbs吸附公式,八、胶团结构 法扬司(Fajans)规则：优先吸附与溶胶粒子有相同元素的离子；例如：AgI溶胶优先吸附Ag+或I,胶团结构,(AgI)mnAg+(n-x)NO3 x+x NO3(AgI)mnI(n-x)Kx-
2、xK 胶核 紧密层 分散层,胶粒,胶团,九、溶胶的聚沉和絮凝,聚沉值：使溶胶发生明显聚沉所需电解质的最低浓度,聚沉能力大小有以下规则：,1.哈迪-舒尔兹(Hardy-Schulze)规则：聚沉值与反离子价数成反比,2.感胶离子序:同价反离子，聚沉能力略有不同H+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+FClBrNO3I3.同离子：当反离子相同时，同离子价数越高，聚沉能力越弱4.有机化合物离子有很强的吸附能力，因此有较强的聚沉能力。,END,例1 已知水在20时的表面张力为0.072Nm-1，=1gcm-3，0时水的饱和蒸气压为610.5Pa。在020内水的vapHm=40.67 kJmol-1。求
3、在20 时半径为10-9m水滴的饱和蒸气压。,解：要求20时水滴的饱和蒸气压，首先要求出该温度下平面水的饱和蒸气压。则根据克-克方程：,p(293K)=2074Pa根据Kelvin公式,pr=6011Pa,例2 由于天气干旱，白天空气相对湿度仅56%(相对湿度即实际水蒸气压力与饱和蒸气压之比)。设白天温度为35(饱和蒸气压为5.62103Pa),夜间温度为25(饱和蒸气压为3.17103Pa)。试求空气中的水份夜间时能否凝结成露珠？若在直径为0.1m的土壤毛细管中是否凝结？设水对土壤完全润湿，25时水的表面张力=0.0715 Nm-1，水的密度=1gcm-3。,解：白天温度为35时,空气相对湿
4、度为56%，则 实际蒸气压 p=5.6210356%=3.15103 Pa 此蒸气压小于夜间(25时)的饱和蒸气压3.17103Pa,所以夜间不会凝结。,在直径为0.1m的土壤毛细管中，水形成凹液面。,由于水对土壤完全润湿，故凹液面曲率半径等于土壤毛细管半径=0.510-7m。由开尔文公式：,pr/p=0.979pr=3.10103Pa 3.15 103Pa(实际)，所以夜间水蒸气能在土壤毛细管中凝结。,例3 19时，丁酸水溶液的表面张力与浓度的关系可以准确地用下式表示：,其中*是纯水的表面张力，c为丁酸浓度，A,B为常数,导出此溶液表面吸附量与浓度c的关系;已知A=0.0131 Nm-1,B=19.62 dm3mol-1,求丁酸浓度为0.20moldm-3时的吸附量;求丁酸在溶液表面的饱和吸附量;假定饱和吸附时表面全部被丁酸分子占据，计算每个丁酸分子的横截面积,解:(1)将题目给定关系式对浓度c求导，得,代入吉布斯吸附公式，得,(2)将A=0.0131Nm-1,B=19.62 dm3mol-1,T=292K,c=0.20 mol dm-3 代入上式，计算得：=4.3010-6 mol m-2,(3)当c很大时，1+Bc Bc,则：,(4)假定饱和吸附时表面全部被丁酸分子占据，则丁酸分子的横截面积为：,END,
