第三章 表面现象(合)
合集下载
电子教案与课件：《应用胶体与界面化学》第三章 表面张力与润湿作用
一 、润 湿 作 用 二、接触角与Young方程 三 、决定和影响接触角大小的 因 素 四 、常用的接触角测量方法 …
一 、润 湿 作 用
凝聚态物体表面一种流体被另一种流体取代的过程称为润湿(wetting)。例如， 液体将固体表面的气体取代，形成液体膜或液滴。液体取代固体表面气体，液 体不能完全展开的过程称为沾湿(adhesion)。沾湿是原有的气液和固气界面消 失形成新的固液界面。若形成单位界面，此过程在恒温、恒压条件下，自由能 的改变为 WA 称为黏附功，是将单位固液界面拉开外界需做的最小功，WA 表征固液界面(即 固体与液体分子间)作用力的大小。WA＞0(即 ΔGA＜0)是沾湿过程自发进行的条 件。 液体自发在固体表面展开成一薄层，此过程称为铺展(spreading)。铺展是固气 界面消失、气液界面和固液界面形成的过程。若形成单位界面，此过程自由能 的改变为 S 称为铺展系数。此过程自发进行的标准是 ΔS＞0(即 ΔGs＜0)。
一 、 几个小实验
在石蜡表面上的小水滴会自动成球形；在水面上用简单的方法可使金属针(或分 值硬币)漂浮，但不能使它们悬浮于水中；从管口缓慢自然形成的液滴形状与橡 胶薄膜中盛水悬起的形状很相似；插入水中的毛笔笔毛是分散开的，当笔头提 出水面后笔毛并拢，成一体状。这些实验现象说明：①液体表面与体相液体的 性质不完全相同；②液体表面似存在一弹性膜；③液体表面有自动缩小的本能。 液体表面的这些特点可从力学和能量的角度予以解释。
第二节 弯曲液面内外压力差与曲率 半径的关系——Laplace公式
一、Laplace公式的简单导出
二、LaplaBiblioteka e公式的应用举例一、Laplace公式的简单导出
弯曲液面与平液面不同，弯曲液面表面张力在法线方向的合力不等于零。凸液 面，表面张力合力方向指向液体内部；凹液面，合力方向指向液体上方。为保 持弯曲液面的存在与平衡，弯曲液面内外两侧有压力差：弯曲液面突向一侧的 压力总是小于另一侧的；换言之，当液面两侧有压力差时，能形成弯曲液面， 液面突向的一侧压力小，两侧压力差与液体表面张力和弯曲液面的曲率半径有 关。
一 、润 湿 作 用
凝聚态物体表面一种流体被另一种流体取代的过程称为润湿(wetting)。例如， 液体将固体表面的气体取代，形成液体膜或液滴。液体取代固体表面气体，液 体不能完全展开的过程称为沾湿(adhesion)。沾湿是原有的气液和固气界面消 失形成新的固液界面。若形成单位界面，此过程在恒温、恒压条件下，自由能 的改变为 WA 称为黏附功，是将单位固液界面拉开外界需做的最小功，WA 表征固液界面(即 固体与液体分子间)作用力的大小。WA＞0(即 ΔGA＜0)是沾湿过程自发进行的条 件。 液体自发在固体表面展开成一薄层，此过程称为铺展(spreading)。铺展是固气 界面消失、气液界面和固液界面形成的过程。若形成单位界面，此过程自由能 的改变为 S 称为铺展系数。此过程自发进行的标准是 ΔS＞0(即 ΔGs＜0)。
一 、 几个小实验
在石蜡表面上的小水滴会自动成球形；在水面上用简单的方法可使金属针(或分 值硬币)漂浮，但不能使它们悬浮于水中；从管口缓慢自然形成的液滴形状与橡 胶薄膜中盛水悬起的形状很相似；插入水中的毛笔笔毛是分散开的，当笔头提 出水面后笔毛并拢，成一体状。这些实验现象说明：①液体表面与体相液体的 性质不完全相同；②液体表面似存在一弹性膜；③液体表面有自动缩小的本能。 液体表面的这些特点可从力学和能量的角度予以解释。
第二节 弯曲液面内外压力差与曲率 半径的关系——Laplace公式
一、Laplace公式的简单导出
二、LaplaBiblioteka e公式的应用举例一、Laplace公式的简单导出
弯曲液面与平液面不同，弯曲液面表面张力在法线方向的合力不等于零。凸液 面，表面张力合力方向指向液体内部；凹液面，合力方向指向液体上方。为保 持弯曲液面的存在与平衡，弯曲液面内外两侧有压力差：弯曲液面突向一侧的 压力总是小于另一侧的；换言之，当液面两侧有压力差时，能形成弯曲液面， 液面突向的一侧压力小，两侧压力差与液体表面张力和弯曲液面的曲率半径有 关。
第三章液体的表面现象
解：设球形泡内部压强先后分别为 P1，P2，由于泡内气体在等温情况下，半径变为原来的
二倍，则V2 8V1 即 P1 8P2 。
设周围大气压强为 P 时，才可能使泡的半径增加为 2.0×10-2m，则根据附加压公式：
P1
1.136
103
4 R1
4 P2 P R2
P1 8P2
解：由于管内气压比大气压大，所以在密封玻璃管内水银上升；根据压强平衡
P内
2 cos r
gh
P0
P0 P内 30 102 Pa
h 1.7cm
3.7 一株高 5m 的树，外层木质管子(树液输管)为均匀毛细管，半径为 2×10-4mm；设树液的 表面张力系数α＝0.05N.m-1，接触角为 45°，问树的根部最小压强为多少，才能使树液上升 到树的顶端(树液的密度近似取水的密度)？
即： P1R13 P2R23
而由气体附加压强可得，
2 p1 p0 gh R1
2 p2 p0 R2
根据以上等式可得： R2= 3.10 半径为 1.0×10-2m 的球形泡压强为 1.136×103Pa 的大气中吹成，如泡膜的表面张力系数α ＝5.0×10-2N.m-1，问周围大气压强为多大，才可能使泡的半径增加为 2.0×10-2m？设这种变化 是在等温情况下进行的。
解：插入水中半径的玻璃毛细管水上升的高度 h
2 cos gr
2 7.3102 1.0 103 9.8r
插入水中半径的玻璃毛细管水上升的高度 h 2 cos 2 4.7 101 gr 13.6 103 9.8r
3.15 移液管中有 1ml 农用杀虫药物，其密度为ρ水=0.095×103kg·m-3，今令其从移液管中缓慢 滴出，共分 30 滴全部滴完。经过测定，已知药物将要下落时，其颈部的直径为 0.189cm， 求药液的表面张力系数。
3液体表面现象
2.固体的表面吸附作用 定义
气体或液体分子附着在固体表面而形成一层薄
膜，使固体表面势能减小的现象称为固体对表面活 性物质的吸附作用。 实例 (P48)粉末与多孔物质 （医学上常用活性碳来吸附胃肠道中的细菌色素、 毒素；水的净化等）
17
§3-2
弯曲液面的附加压强
一、附加压强（additional pressure）
——拉普拉斯公式
Note:
(1) R1和R2为相互垂直的正截口的曲率半径；
(2) 符号规定：
(a) 凸液面时，R1和R2 取＋，pS 0； (b) 凹液面时，R1和R2 取－，pS 0
20
2．柱状液面（R1＝∞,R2 ＝R）
1 1 ps p内 p外 ( ) R1 R2 R
13
影响表面张力系数的因素
与液体的性质有关：不同液体，α值不同；密度小、 易挥发的液体α值较小。如酒精的α值很小，金属 熔化后的α值很大。 与相邻物质性质有关：同一液体与不同物质交界， α值不同。 与温度有关：温度升高，α值减小，两者近似呈线 性关系。( P46 表3-1 ) 与液体内所含杂质有关：在液体内加入杂质，液体 的表面张力系数将显著改变，有的使其α值增加； 有的使其α值减小。使α值减小的物质称为表面活 性物质。
按照能量守恒及转换定律，在恒温情况下，外力克服分子间引 力做功，表面能增加，外力F所作的功应等于液体表面能的增 量。若用△Ep 表示表面能增量，则：
E p W S
表面张力系数α的另一定义：表面张力系数α在数值上等于增 加液体单位表面积时的表面能的增量，即： E α也可用J· -2作单位。 m
21
4. 球形液膜（如肥皂泡），液膜有内外两个表面，如图。
第三章 表面活性剂的界面吸附
讨论： 讨论：
当:
C2
<<
C2 dγ bγ 0C2 (1) a, Γ = − = , Γ2 ~ C2 成线性关系 RT dC2 RTa
(1) 2
C2 >>
bγ 0 a, Γ = = Γm , RT
(1) 2
称为极限吸附量或饱和吸附量。 Γm 称为极限吸附量或饱和吸附量。 令 k = 1 , Γ (1 ) = Γ k C 2 2 m a 1 + kC 2
0 2 0 1
a2是溶质2的活度，dγ/da2是在等温下，表面张力γ 随 溶质活度的变化率。
吉布斯吸附等温式的推导： 吉布斯吸附等温式的推导：
根据公式 无体积但有表面， 由于表面相 SS 无体积但有表面，因此
在恒定所有强度量的条件下积分上式得： 在恒定所有强度量的条件下积分上式得
上式微分得dU 两个dU 相减，可得： 上式微分得 s，两个 s相减，可得：
s i
n i = n iα + n iβ + n is = c iα V
α
+ c iβ V
β
+ n is
2 吉布斯吸附等温式
• 由于表面吸附，造成在溶液与气相的交界处存在着一个 浓度和性质与两体相不同的表面薄层，它的组成和性质 是不均匀的。此表面层也可理解为是两体相的过渡区域。 如下图（a）所示。 • 吉布斯从另一角度定义了表面相，他将表面相理想化为 一无厚度的几何平面SS,如下图（b）所示，即将表面层 与本体相的差别，都归结于发生在此平面内。根据这个 假设，吉布斯应用热力学方法导出了等温条件下溶液表 面张力随组成变化关系，称为"吉布斯吸附等温式"。
4.2 表面活性剂在固 液界面的吸附等温线 表面活性剂在固-液界面的 液界面的吸附等温线
当:
C2
<<
C2 dγ bγ 0C2 (1) a, Γ = − = , Γ2 ~ C2 成线性关系 RT dC2 RTa
(1) 2
C2 >>
bγ 0 a, Γ = = Γm , RT
(1) 2
称为极限吸附量或饱和吸附量。 Γm 称为极限吸附量或饱和吸附量。 令 k = 1 , Γ (1 ) = Γ k C 2 2 m a 1 + kC 2
0 2 0 1
a2是溶质2的活度，dγ/da2是在等温下，表面张力γ 随 溶质活度的变化率。
吉布斯吸附等温式的推导： 吉布斯吸附等温式的推导：
根据公式 无体积但有表面， 由于表面相 SS 无体积但有表面，因此
在恒定所有强度量的条件下积分上式得： 在恒定所有强度量的条件下积分上式得
上式微分得dU 两个dU 相减，可得： 上式微分得 s，两个 s相减，可得：
s i
n i = n iα + n iβ + n is = c iα V
α
+ c iβ V
β
+ n is
2 吉布斯吸附等温式
• 由于表面吸附，造成在溶液与气相的交界处存在着一个 浓度和性质与两体相不同的表面薄层，它的组成和性质 是不均匀的。此表面层也可理解为是两体相的过渡区域。 如下图（a）所示。 • 吉布斯从另一角度定义了表面相，他将表面相理想化为 一无厚度的几何平面SS,如下图（b）所示，即将表面层 与本体相的差别，都归结于发生在此平面内。根据这个 假设，吉布斯应用热力学方法导出了等温条件下溶液表 面张力随组成变化关系，称为"吉布斯吸附等温式"。
4.2 表面活性剂在固 液界面的吸附等温线 表面活性剂在固-液界面的 液界面的吸附等温线
第三章表面张力及表面活性剂在界面上的吸附
表面张力的微观成因
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。
气相
液相
液体的表面积因而有 自发收缩的趋势。
思考题
表面张力与哪些因素有关？即表面张力 受哪些因素影响？
3.2弯曲液面下的附加压力 Curved liquid surfaces with additional pressure
Example 2.4. How large is the pressure in a spherical bubble with a diameter of 2 mm and a bubble of 20 nm diameter in pure water, compared with the pressure outside? For a bubble the curvature is identical to that of a sphere: R1 = R2 = R.
1.
d / dc 0
非表面活性物质
1
如无机盐、不挥发 酸碱以及蔗糖、 甘露醇等多羟基 有机物的水溶液 2. d / dc 0
0
2 3
c2
表面活性物质
3. 表面活性剂：具有两亲性 短链脂肪酸、醇、醛 质能明显降低水的表面张力的 有机化合物。
3.4.1表面过剩和吉布斯等温吸附式
The Gibbs adsorption equation, in its most general form,
Capillary rise method
0 90 ,
Capillary radius r and curvature R have the following equation:
无机化学 胶体溶液【医疗资料】
优秀课件
6
(2) 动力学性质 A. 布朗运动
在超显微镜下观察溶胶时，可看到胶体粒子不断地 上下往来作不规则运动， 这种运动称为Brown运动。
Brown运动实质上是溶胶粒子本身热运动和分散介 质对它不断撞击的总结果。
优秀课件
7
胶粒越小、温度越高、介质黏度越低，Brown运动
越激烈。
Brown运动使胶粒具有一定能量，可以克服重力
的照片哦。
优秀课件
5
当光线射入粗分散系时，主要发生反射现象， 光线无法透过，可观察到体系呈现浑浊不透明；
当光线射入溶胶时，发生散射现象，在光线的 垂直方向可观察到一条明亮的的光柱；
当光线射入真溶液，光几乎全部透过，整个溶 液是透明的。
Tyndall 效 应 是 溶 胶 的 特 征 ， 可用来区分三类分散系。
优秀课件
9
(3) 电学性质
+
在溶胶内插入两个电极接 通直流电源后，可观察到 胶体粒子的定向移动。这 种在外电场作用下，分散 质粒子在分散剂中的定向 移动称为电泳。
优秀课件
漏斗
-
电极
Fe(OH)3 溶胶， 带正电 U形管
10
Fe(OH)3溶胶的电泳现象
优秀课件
11
通过电泳实验，可以证
明胶粒是带电的，电泳的
胶粒与溶液中的分散剂接触时，表面分子发生 解离，有一种离子进入溶液，而使胶粒带电。
例如，硅酸溶胶的胶粒是由很多硅酸分子 (xSiO2·yH2O) 缩合而成，胶粒表面的 H2SiO3 分 子发生解离，使硅胶粒子带负电。
H2 SiO3
H SiO3 H
优秀课件
14
3. 胶团结构 以Fe(OH)3溶胶为例
表面现象
g -l
若σs-g-σs-l =σg-l ，cos＝1，＝ 0，完全润湿； 若 σs-g-σs-l < σg-l ， 0< cos < 1， 0 < < 90，润
湿； 若σs-g < σs-l ， cos < 0， 90 < < 180，不润湿
防雨设备, 农药配制, 机械润滑, 矿物浮选, 注水采油, 金属焊接, 印染及洗涤等方面都与润湿有关。 药物制剂中很多方面要用到润湿，如外用的散剂， 片剂中的崩解剂，注射瓶中的针剂。
第六章
表面现象
引 言
•界面: 两相的接触面. 其中一相为气相的界 面习惯上称为表面. •界面现象是自然界中普遍存在的基本现象, 如润湿现象,毛细现象, 过饱和(过冷, 过热等) 现象, 吸附现象等. •产生界面现象的主要原因是处于界面层中的 分子与物质内部的分子存在力场上的差异, 两 者的化学势大小不相等. •高度分散的物质具有巨大的界面积,往往产生 明显的界面效应.
固定的 障片
可移动 的障片
• 油酸单分子膜示意图
二、表面活性剂的分类
阴离子表面活性剂 如肥皂 RCOONa 离子型表 面活性剂
阳离子表面活性剂
如胺盐 C18H37NH3+Cl－
表面活性 物质分类
非离子型 表面活性剂
两性表面活性剂
如氨基酸型R-NH-H2COOH 如聚乙二醇类 HOCOH2[CH2OCH2]nCH2OH
σ
I 无机酸, 碱, 盐等.
σ0
Ⅱ 有机酸, 醇, 酯, 醚, 酮等.
Ⅲ 肥皂, 合成洗 涤剂等. c
• 水溶液表面张力与溶质浓度的关系
二、吉布斯吸附等温式
c d 吉布斯吸附等温式： RT dc T
化学原理：第三章 表面现象
从单位上来看，实质是表面张力的单位。
——
第一节 表面张力和表面能
由于净吸引力的存在，
表 面
把内部分子移到表面所作的
张 表面功转化为表面分子的位
力 的 理
能，单位表面的表面分子所 具有的位能（即表面能）就
解 是表面张力。
能 的 角
U s A
J m2
N m m2
N m
度
从单位上来看，实质是表面张力的单位。
第一节 表面张力和表面能
人类对一个事物的认识和理解是不断发展变化的，分析 问题和解决问题的角度也是多方面的。例如：圆锥和光
表 面 张 力 的 理 解
圆锥
侧面——三角形
底面——圆
光电效应（E=mC2）角度：光子、粒子性；
波的角度：光是一种电磁波。因此，光具有波粒二象性。
同样，对于表面张力的理解也可以分为以下几个方面。
丝线也受到同样的拉力，只是由于丝线两侧都有液膜，液膜对丝线各部
分施加的净拉力为零。
表面张力是一种收缩力，作用在表面的边界线上，垂直于边
界线向着表面的中心并与表面相切，或者是作用在液体表面上任 一条线的两侧，垂直于该线，沿着液面拉向两侧。
第一节 表面张力和表面能
——
表
面
张
力
的
理
解
2L
力
W1
的 角
W2
第一节 表面张力和表面能
——
表 面 张 力 的 理 解
丝线圈内肥皂膜未刺破时
丝线圈内肥皂膜刺破时
力
金属环上系一丝线圈，把金属环连同丝线圈一起浸入肥皂液中，然
的 角 度
后取出，环中就形成一层液膜，而丝线圈可在液膜上自由游动。如果把 丝线圈内的液膜刺破，丝线圈即被弹开形成圆形，就好象液面对丝线圈
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
从能量角度推导曲界面两侧压差公式：
对于液体下的一个气泡，半径为r，我们 试图使其半径增加dr，则 dV=4r2dr ， 体积增加 表面积增加 dA= 8rdr ， 此过程作功： W=pdV=p 4r2dr
膨胀功
曲界面两侧压差公式推导 按照表面能的概念，表面能增加 dA= 8rdr 因此 p 4r2dr= 8rdr
沿气液固三相交点对液滴表面所作
切线与液固界面所夹的角。
1、接触角
空气
空气
玻璃表面
玻璃表面
1、接触角
定义：接触角（润湿角）
沿气液固三相交点对液滴表面所作 切线与液固界面所夹的角。 <90°,润湿好
>90°,润湿不好 =0°,完全润湿 =180°,完全不润湿
空气 空气
玻璃表面
玻璃表面
找接触角步骤
主要内容
一、气液界面上的吸附 二、液液界面上的吸附 三、固体从溶液中吸附
一、气液界面上的吸附
吸附量：单位面积上吸附的物质的量。 脂肪酸的吸附规律 甲酸 HCOOH 乙酸 CH3COOH 丙酸 丁酸 CH3CH2COOH
CH3CH2CH2COOH
一、气液界面上的吸附
HCOOH
第三章
表面现象
界面与表面：
密切接触的两相的过渡区，称为界面，如果其中 一相为气相，称为表面。 气液、气固、液液、液固、固固界面
界面现象： 指发生在界面上的一切物理现象（如吸附、 润湿） 和化学现象（如在固体催化剂表面上 发生催化反应）。
本章内容
1 表面张力
2 曲界面两侧的压力差
3 吸附
4 润湿
W粘= Us =气液（1+cos）
说 明
1、粘附功意义 2、改变粘附功的方式 3、第三相也可以指液相
W粘= 气液（1+cos）
从粘附功分析驱油效率(洗油效率)
W粘= 油水（1+cos）
水
油滴 砂粒
三、润湿程度的决定因素与润湿反转现象
1、液体和固体的性质是润湿程度的决定 因素 2、第三种物质的物质加入（表面活性物 质）
c
1 n
1 lg lg c lg n
1、经验公式
(2)Langmuir吸附等温式
饱和吸附 量
bc 1 bc
Байду номын сангаас
Г -每千克固体所吸附溶质的物质的量， mol/kg C-溶液中溶质的浓度，mol/l b-吸附系数，mol/l,与温度、溶质、溶剂和固 体性质有关的常数
1、液体和固体的性质是润湿程度的 决定因素
液体的分类
极性液体 非极性液体 极性固体，硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐 非极性固体，有机固体、硫化物
固体的分类
液体与固体的润湿性关系
2、表面活性物质对润湿性的影 响与润湿反转
水
水
亲水表面反转为亲油表面
2、表面活性物质对润湿性的影 响与润湿反转
固液
固体
σ 气固 σ液固 arc cos σ 气液
2 粘附功
液 固
做功
液 固
将单位面积（如1m2）固液界面在第三相 中拉开所作之功。
液 固
做功
液 固
Us= 气液 1m2 + 气固 1m2 - 液固 1m2 =（ 气液+ 气固-液固） 1m2 W粘= Us
σ气固 σ液固 σ气液 cosθ
例2
2 pa p1 r 2 pa p 2 R
上两式相减 2 2 p2 p1 r R 由 于p2 p1 gh
2 2 gh r R 2 R r h gRr
练 习
104页7题
3
1 2
练 习：推导肥皂泡内外压差计算公式
R2
单位表面所具有的表面能（能量） 增加单位表面所需要做的功（功） 作用在单位长度表面的力（力）
从力角度理解表面（界面）张力
（1）作用在表面的边界线上； （2）垂直于边界线； （3）指向表面的中心并与表面相切
二、影响表面张力大小的因素
表 面 张 力
净 吸 引 力
二、影响表面张力大小的因素
（2）极性固体从非极性溶剂中吸附带烃链的表
面活性物质时，烃链越长，吸附量越小； 非极性固体从极性溶剂中吸附带烃链的表面 活性物质时，烃链越长，吸附量越大
代表脂肪酸
（3）若溶质在不同的溶剂 中有不同的溶解度，则
溶解度越小的溶质在固
体表面的吸附量越大。 苯甲酸在四氯化碳和苯 中的溶解度之比为 4.18:12.43，若用硅胶
第四节 润湿
一、润湿概念
二、润湿程度的衡量标准
三、润湿程度的决定因素与润湿 反转现象
一、润湿概念
润湿定义
固体表面上一种流体被另一种流体取代 引起表面能下降的过程。
可理解为： 固体表面的A流体能自发取代B流体，认 为A在固体表面是润湿的。
二、润湿程度的衡量标准
1、接触角
2、粘附功
1、接触角 定义
1、经验公式
(2) Langmuir吸附等温式
bc 1 bc
1 1 1 bc
2、经验规律
（1）溶质为非电解质或弱电解质，固 液界面的吸附规律 （2）溶质为电解质时的吸附规律 （法扬斯法则，Fajans' rule）
（1）极性固体易于吸附极性溶质，非 极性固体易于吸附非极性溶质 （极性相近规则）
说 明
1、注意单位的使用 2、d/dc的含义及求法 3、d/dc与吸附量的符号 4、由热力学导出，适应于气液界面和液液 界面（稀溶液）
c d 1 d RT dc RT d ln c
c d 1 d RT dc RT d ln c
练 习
苯内部
气体内部
水内部
水内部
二、影响表面张力大小的因素
3 相界面性质
(1) 液气与液液
(2) 界面上吸附的物质 表面活性物质
表面活性剂
三、表面能自动趋于减少的规律
在净吸引力的作用下，表面有自动收缩 的倾向（液体表面就如同一层绷紧了的富于 弹性的橡皮膜，不是很贴切的类比）。 在等温条件下，表面能自动趋于减少。 曲界面压力差、吸附、润湿和毛细管现 象都是该规律起作用的表现。
吸附苯甲酸，则在四氯
化碳的吸附量大。
（4）温度对吸附量的影响
温度升高，固体对溶质的吸引力减
少;
温度升高，溶质在溶剂中的溶解度 会发生变化（增加或减少）.
溶质为电解质时的吸附规律 （法扬斯法则，Fajans' rule）
当离子键固体从溶液中吸附离子时， 若溶液中的离子能和固体中的异号离子形 成难溶盐，则该离子优先被吸附。
1、温度越高，表面张力越低
二、影响表面张力大小的因素
2 压力变高，表面张力变低; 压力对液液界面 张力影响小
二、影响表面张力大小的因素
3 相界面性质 (1) 取决于物质本性
二、影响表面张力大小的因素
3 相界面性质 (2) 取决于相界面性质 (水-空气)=72.0mN/m (水-苯)=32.6mN/m
在25C时，乙醇的水溶液的表面张力与其浓 度的关系为（Cb为乙醇的浓度）： σ=72 – 0.5Cb + 0.2 Cb2 式中，σ的单位为mN· -1，Cb的单位为 m mol· -1。计算乙醇的浓度在0.5 mol· -1的 L L 吸附量。
二、液液界面上的吸附
液液界面与气液界面的相同点：
油
油
亲水表面反转为亲油表面
第五节
毛细管现象
一、毛细管上升或下降现象
6 1
r
5
h 4 2
球型曲 界面
3
表面物理化学，谈慕华
6 1
r
r
2 p6 p1 r
5
p3 p4 p2
p5 p6
p2 p1 w gh p4 p5 o gh p5 p1 ( w o ) gh
第二节 曲界面两侧的压力差
曲界面压差的实验证明
p2 p1
p2
P1> P2
p1
p2
从能量的角度阐述曲界面两侧压差产生原因： 气泡能否自发形成？ 不会
内侧压力
外侧压力
气泡形成的过程，是表面能增大的过程。 要形成气泡，必须对体系做功。 保持p = p1 – p2 ,使气泡膨胀——膨胀功
最终膨胀功 等于表面能的变化 表面能自动趋于减少的规律起作用的结果
· ·· C
B
R1
· A
练 习：推导肥皂泡内外压差计算公式
4 P大内 P0 R大 4 P小内 P0 R小
第三节
吸 附
基本概念
吸附：相表面浓度与相内部浓度不同的现象。 正吸附：相表面浓度大于相内部浓度的现象。 负吸附：相表面浓度小于相内部浓度的现象。
基本概念
表面活性物质：产生正吸附从而使表面张力 降低的现象。有机酸、醇、 醛、酮等。 表面惰性物质：产生负吸附从而使表面张力 升高的现象。无机酸、碱、 盐等。
5 毛细管现象
第一节 表面能与表面张力
一、表面张力
1 净吸引力。 2 净吸引力指向液体 内部。 3 克服净吸引力做功。 4 表面能。
Us A U s A U s A Us U s 比表面能 A A J Nm N 单 位 2 2 m m m 因 此 ， 比 表 面 能 又 叫面 张 力 表