物理化学界面第9章 表面现象总结

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物理化学中的表面现象和界面反应

物理化学中的表面现象和界面反应

物理化学中的表面现象和界面反应表面现象和界面反应是物理化学领域中的重要课题,涉及到物质与界面的相互作用、表面结构、表面能量等方面。

本文将以此为主题,介绍表面现象和界面反应的基本概念、研究方法以及在生物、化工等领域的应用。

一、表面现象的基本概念表面现象是指物质与界面之间的相互作用过程,包括液体-气体界面和固体-气体界面。

液体-气体界面的表面现象包括液体表面张力和液滴形成,固体-气体界面的表面现象包括液体在固体表面的吸附、界面活性剂的作用等。

表面现象有其固有的特点,例如,液体分子在液体-气体界面上受到复杂的吸附相互作用,导致液滴形成;而在固体-气体界面上,固体表面原子和分子的排列方式与体相有所不同,表现出特定的性质。

二、研究表面现象的方法研究表面现象的方法主要包括表面张力测定、界面活性剂的表面吸附等实验手段。

例如,通过在液体-气体界面加压,测定液滴的半径变化来确定液体表面的张力。

界面活性剂的表面吸附可以通过测定界面剂溶液的表面张力和浓度来推断。

此外,表面和界面的结构也可以通过许多表征手段进行研究,包括拉曼光谱、X光衍射、透射电子显微镜等技术。

这些方法可以直接或间接地揭示表面分子和原子的排列方式、键长、键角等信息。

三、界面反应的原理与应用界面反应是指液体-液体界面或者固体-液体界面上发生的化学反应。

在界面反应过程中,各相之间的相互作用和传递起着重要的作用。

界面反应在生物、化工等领域有广泛的应用。

例如,生物体内的很多生化反应发生在细胞膜界面上;某些化工过程中,通过控制液体-液体界面上的界面反应,可以实现组分之间的选择性分离和传递,提高反应效率。

四、表面化学在材料制备中的应用表面化学是指通过改变固体表面的结构和性质,来实现功能化、修饰和改进材料性能的一种方法。

例如,通过在金属表面形成一层氧化物薄膜,可以提高金属的耐腐蚀性和强度;通过在纳米颗粒表面修饰有机分子,可以实现药物的缓慢释放,用于肿瘤治疗。

除此之外,表面化学在光电子学、传感器等领域也有广泛的应用。

物理化学中的表面现象与界面反应

物理化学中的表面现象与界面反应

物理化学中的表面现象与界面反应表面现象是指在物质的表面上出现的各种物理和化学现象。

物质表面与外部环境之间存在一个界面,即物质界面,它是物质内部与外部之间的接触面。

在界面上,物质的性质和结构发生改变,出现了许多特殊的现象,如:界面张力、表面活性、润湿和粘附等。

这些现象的研究是物理化学的重要内容。

一、表面张力表面张力是指作用于单位长度的表面力。

它是由于表面层的分子流动相互作用力而产生的,是表面层中分子间的相互吸引力所造成的。

在液体表面上,分子间相互吸引,使分子排列紧密并减少对表面外侧的吸引,形成了表面张力。

表面张力的大小与表面层的分子结构及温度、压强等因素有关。

二、表面活性表面活性是指某种物质在其水溶液或油溶液中,能够降低界面张力、提高界面活性和增强润湿性的一种特殊的物理化学现象。

表面活性物质分子结构多样,但一般具有亲水性头部和疏水性尾部。

它们在水溶液中通常以胶束的形式存在,胶束内部的疏水尾部朝向内部,亲水头部朝外面与水相接触,从而降低了水的表面张力。

三、润湿现象润湿是指液滴在固体平面上的表现。

液滴的表面张力使它尽量减少表面积,因此,液滴在平面上呈现出高度凸起的形状。

但当液态物质的表面张力小于或等于固体表面的吸引力时,会出现润湿现象。

液态物质能够在固体表面自由流动且无限制地扩散,这是因为在液态物质和固体表面之间形成了一层“滑动层”,如果在固体表面上形成了一个无透性层,则不能发生润湿现象。

润湿现象在实际应用中很常见,如涂装、工业表面处理等。

四、粘附现象粘附是一种介于吸附和润湿之间的现象。

即在两种物质的接触面上,发生一种相互吸引的力,使物质结合紧密,难以分离。

粘附现象常出现在固体表面和模具、工具等接触的磨损、过热等现象中。

粘附强度与粘附面积、表面结构、粘接物质量等因素有关。

五、界面反应界面反应是指在两种物质的界面处发生的各种化学反应。

它与表面化学、电化学等密切相关,并在制药、冶金、电子、材料等领域具有广泛的应用。

物化界面现象知识点总结

物化界面现象知识点总结

物化界面现象知识点总结物化界面现象是指两种或两种以上不同物质(或不同物质的两种物理状态)之间相互接触、相互影响的表面现象。

这些现象在日常生活中无处不在,比如水珠在玻璃表面的现象、油和水的不相溶性现象、以及固体表面的粗糙程度对摩擦力的影响等等。

在工业生产、科学研究、生活实践等方面,物化界面现象都起到了重要的作用。

因此,了解和掌握物化界面现象的知识是十分重要的。

在这里,我将对物化界面现象的相关知识点进行总结,包括表面张力、接触角、浸润性、毛细现象、界面活性剂等内容。

一、表面张力表面张力是液体表面上的一种由分子间相互作用力引起的力。

在液体表面处,分子受到的作用力来自两个方向:一方面来自于液体表面上的临近分子,另一方面来自于表面下方的那些分子。

这两个方向上的作用力不平衡,因此液体分子呈现出对表面内部的收缩趋势,这种趋势可以看作是表面张力的体现。

表面张力的大小与液体的性质有关,通常用表面张力系数σ来描述。

它的大小与液体的特性、温度、压力等因素有关。

表面张力的表现形式主要有两种:一是使液体表面成为弹性膜的现象,比如肥皂泡;二是使液体内部呈现出平设置立体的现象,比如水银在玻璃板上的现象。

二、接触角接触角是指三个相互接触的介质在接触点上所形成的角。

常见的接触角有两种:一种是固体与液体之间的接触角,另一种是气体与固体之间的接触角。

固体与液体之间的接触角是由固液表面张力和液体表面张力所共同决定的,它决定着液体在固体表面上的浸润性。

当接触角小于90度时,称为润湿;当接触角大于90度时,称为不润湿。

接触角的大小与物质的性质、表面形貌、温度、压力等因素有关。

气体与固体之间的接触角也受到相似的因素的影响,它反映了气体对固体表面的浸润性。

当接触角小于90度时,称为亲水性;当接触角大于90度时,称为疏水性。

三、浸润性浸润性是物体固体表面和液体之间相互作用的结果。

当液滴接触到固体表面时,有两种可能的结果:一是液滴可以完全浸润固体表面,称为完全浸润;另一种是液滴无法完全浸入固体表面,称为不完全浸润。

物理化学表面现象及胶体化学总结

物理化学表面现象及胶体化学总结

1.压缩因子任何温度下第七章表面现象1.在相界面上所发生的物理化学现象陈称为表面现象。

产生表面现象的主要原因是处在表面层中的物质分子与系统内部的分子存在着力场上的差异。

2.通常用比表面来表示物质的分散度。

其定义为:每单位体积物质所具有的表面积。

3.任意两相间的接触面,通常称为界面(界面层)。

物质与(另一相为气体)真空、与本身的饱和蒸气或与被其蒸汽饱和了的空气相接触的面,称为表面。

4.表面张力:在与液面相切的方向上,垂直作用于单位长度线段上的紧缩力。

5.在恒温恒压下,可逆过程的非体积功等于此过程系统的吉布斯函数变。

6.影响表面及界面张力的因素:表面张力与物质的本性有关、与接触相的性质有关(分子间作用力)、温度的影响、压力的影响。

7.润湿现象:润湿是固体(或液体)表面上的气体被液体取代的过程。

铺展:液滴在固体表面上迅速展开,形成液膜平铺在固体表面上的现象。

8.亚稳状态与新相生成:a.过饱和蒸汽:按通常相平衡条件应当凝结而未凝结的蒸汽。

过热液体:按通常相平衡条件应当沸腾而仍不沸腾的液体。

过冷液体:按相平衡条件应当凝固而未凝固的液体。

过饱和溶液:按相平衡条件应当有晶体析出而未能析出的溶液。

上述各种过饱和系统都不是真正的平衡系统,都是不稳定的状态,故称为亚稳(或介安)状态。

亚稳态所以能长期存在,是因为在指定条件下新相种子难以生成。

9.固体表面的吸附作用:吸附:在一定条件下一种物质的分子、原子或离子能自动地粘附在固体表面的现象。

或者说,在任意两相之间的界面层中,某种物质的浓度可自动发生变化的现象。

吸附分为物理吸附(范德华力)和化学吸附(化学键力)。

具有吸附能力的物质称为吸附剂或基质,被吸附的物质称为吸附质。

吸附的逆过程,即被吸附的物质脱离吸附层返回到介质中的过程,称为脱附(或解吸)。

10.吸附平衡:对于一个指定的吸附系统,当吸附速率等于脱附速率时所对应的状态。

当吸附达到平衡时的吸附量,称为吸附量。

气体在固体表面的吸附量与气体的平衡压力及系统的温度有关。

物理化学界面表面9-3

物理化学界面表面9-3

注 意
离子型的表面活性剂HLB不能用上面公式计 算,原因是这些物质的亲水基的单位质量亲水性 比非离子型的大的多,而且随物质种类变化。
四、表面活性剂的作用 1. 润湿作用
cos
γsg γsl γlg
实验表明:在水中 加入表面活性剂,
γsl , γlg ,
如杀虫剂——加入表面活性剂,增加润湿作用,杀虫效果好 如冶金工业的浮游选矿:
Γ 0
正吸附
表面活性剂分子由性质不同的两部分组成:
亲油基(憎水基): 与油有亲合性,如烃类
亲水基(憎油基): 与水有亲合性
如 -COOH,-OH,-NH2 等 表面活性剂分子在两相界面上定向排列: 亲水基伸向水中,亲油基伸向气相中(或油相中表面活性剂可以从化学结构、物理性质、用途等 方面进行分类。 阳离子型 离子型 1. 按化学结构分类 阴离子型
C在B上的展开系数


讨论:
① 若
亦即
S 0,
即 AC , dG
液体C可以在液体B上铺展
γB γC γBC ,
一般把低表面张力液体滴在表面张力大的液体上 就会展开,具体还要看二者形成的界面张力大小。 ② 若
S 0,
即 AC , dG
γB γC γBC ,
C在B上形成一个“透镜”形状的液滴。
面压力而从膜间排走,使膜变薄而破裂。
4. 去污作用
许多油类对衣物润湿良好,在衣物上自动展开,
却难以溶于水中,只用水洗不干净衣物上的油污。如 在水中加入肥皂(硬酯酸钠—阴离子型表面活性剂), 肥皂分子渗透到油污和衣物之间,形成定向排列的肥 皂分子膜,减弱油污的附着力,轻轻挫动,由于机械
磨擦和水分子吸引,使油污易从衣物上脱落,乳化分

物理化学界面现象知识点

物理化学界面现象知识点

界面现象1. 表面张力、表面功及表面吉布斯函数表面张力γ:引起液体或固体表面收缩的单位长度上的力,单位为N·m -1。

表面功:'δ/d r s W A ,使系统增加单位表面所需的可逆功,单位为J·m -2。

表面吉布斯函数:B ,,()(/)s T p n G A α∂∂,恒温恒压下系统增加单位表面时所增加的吉布斯函数,单位为J·m -2。

表面吉布斯函数的广义定义:B()B()B()B(),,,,,,,,()()()()S V n S p n T V n T p n s s s s U H A G A A A A ααααγ∂∂∂∂====∂∂∂∂ ',r s T p s W dA dG dA γδ==表面张力是从力的角度描述系统表面的某强度性质,而表面功及表面吉布斯函数则是从能量角度和热力学角度描述系统表面的某一性质。

三者虽为不同的物理量,但它们的数值及量纲等同的,均可化为N·m -1。

在一定温度、压力下,若系统有多个界面,其总界面吉布斯函数:s i is i G A γ=∑2. 弯曲液面的附加压力、拉普拉斯方程附加压力:Δp =p 内-p 外 拉普拉斯方程:2p rγ∆= 规定弯曲液面凹面一侧压力位p 内,凸面一侧压力位p 外;γ为表面张力;r 为弯曲液面的曲率半径,△p 一律取正值;附加压力方向总指向凹面曲率半径中心。

3. 毛细现象毛细管内液体上升或下降的高度2cos h r gγθρ= 式中:γ为表面张力;ρ为液体密度;g 为重力加速度;θ为接触角;r 为毛细管半径。

当液体不能润湿管壁,θ>90°即0cos θ<时,h 为负值,表示管内凸液体下降的深度。

4. 微小液滴的饱和蒸汽压——开尔文公式m 22ln r p V M RT p r rγγρ== r 为弯曲液面的曲率半径,无论凸凹液面,均取正值;p r 为气泡的饱和蒸汽压;p 为平液面的饱和蒸汽压;ρ为液体密度,M 为液体的摩尔质量,γ为液体的表面张力。

中国科大物化实验9 溶液中的吸附作用和表面张力的测定报告

中国科大物化实验9 溶液中的吸附作用和表面张力的测定报告
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2、实验试剂: 名称 蒸馏水 正丁醇
参数 分析纯
三、实验步骤
1、毛细管常数的测定 按实验装置图装好仪器,打开恒温水浴,使其温度稳定于 25℃。取一支浸 泡在洗液中的毛细管依次次用自来水、蒸馏水反复清洗若干次,同样把玻璃套管 也清洗干净,加上蒸馏水,插上毛细管,用套管下端的开关调节液面恰好与毛细 管端面相切,使样品在其中恒温 10 分钟。在分液漏斗中加入适量的自来水,注 意切勿使体系漏气。然后调节分液漏斗下的活塞使水慢慢滴下,这时体系压力逐 渐减小,直至气泡由毛细管口冒出,细心调节出泡速度,使之在 5-10 秒钟内出 一个。 注意气泡爆破前数字式微压差测量仪的读数,并用电脑采集数据得到最大 的压差值,求平均值而得 hH 2 O 。根据手册查出 25℃时水的表面张力为=71.97 ×10-3N·m-1,以/h=K 求出所使用的毛细管常数,此值控制在 8cm 左右为宜, 否则毛细管太粗误差较大,毛细管太细,易堵塞,气泡很难逸出。 2、不同浓度的正丁醇溶液表面张力的测定 用 2mL 移液管分别移取 0.40ml、0.80ml、1.20ml、1.60ml、2.00ml、2.40ml、 2.80ml 正丁醇到 100ml 容量瓶中,然后稀释到刻度。重复上述实验步骤,按照 由稀至浓的顺序依次进行测量。求得一系列浓度的正丁醇溶液的h。 本实验的关键在于溶液浓度的准确性和所用毛细管、恒温套管的清洁程度。 因此除事先用热的洗液清洗它们以外, 每改变一次测量溶液必须用待测的溶液反 复洗涤它们, 以保证所测量的溶液表面张力与实际溶液的浓度相一致。并控制好 出泡速度、平稳地重复出现压力差。而不允许气泡一连串地出。洗涤毛细管时切 勿碰破其尖端,影响测量。 温度对该实验的测量影响也比较大,实验中请注意观察恒温水浴的温度, 溶 液加入测量管后恒温 10min 后再进行读数测量。

物理化学中的表面性质与界面现象

物理化学中的表面性质与界面现象

物理化学中的表面性质与界面现象在物理化学领域中,表面性质与界面现象是一项重要的研究内容,它涉及到物质的各种表面现象及其在界面上的行为。

表面性质与界面现象的研究对于理解和掌握物质的特性及其应用具有重要意义。

本文将介绍表面性质与界面现象的相关概念、表面张力、胶体稳定性和浸润现象等方面内容。

一、表面性质的概念与研究方法表面性质是指物质在固液、液气等相接触的界面上表现出的特性和行为。

它与物质内部性质的差异密切相关,表面性质的研究对于理解物质的特性和改性以及应用具有重要意义。

研究表面性质的方法主要有表面张力测量、接触角测量、X射线光电子能谱(XPS)等。

二、表面张力的概念与测量表面张力是指液体分子表面层与内部层之间由于分子间相互作用力引起的表面收缩现象。

表面张力决定了液体的形状和质点受力,表现为液滴的定型和液体的流动性质。

表面张力的测量方法主要有浸渍法、半球法和沉降法等。

三、胶体稳定性的研究胶体是由微细颗粒悬浮于连续介质中所形成的系统。

胶体稳定性是指胶体系统中颗粒与连续介质之间的相互作用所表现出的稳定性。

胶体稳定性的研究是物理化学中一个重要的研究领域,涉及到胶体的形成、稳定机制以及其在生物、医药领域的应用等。

常见的胶体稳定机制包括电双层排斥、溶剂化和吸附等。

四、浸润现象的原理与应用浸润是指固体表面与液体接触时,在界面处发生的物理化学现象。

它与表面能、接触角以及界面张力等相关。

浸润现象在材料加工、润湿性研究以及生物医用材料等领域有着广泛的应用,对于材料表面特性及其性能改善具有重要意义。

总结:物理化学中的表面性质与界面现象是一门重要的学科,涉及到物质在界面上的各种行为和特性。

研究表面性质与界面现象对于理解物质的性质、设计新材料以及改善现有材料的性能具有重要意义。

本文简要介绍了表面性质与界面现象的相关概念,包括表面张力、胶体稳定性和浸润现象等方面的内容。

深入研究和应用表面性质与界面现象将会对未来的科学发展和技术创新产生深远的影响。

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第9章表面现象和胶体化学1 基本概念1.1界面和表面不同物质或同种物质的密切接触的两个相之间的过渡区叫界面,如液态水和冰的接触面,水蒸气和玻璃的接触面等等。

表面是指固体对真空或固体和液体物质与其自身的蒸气相接触的面。

显然,表面包括在界面的概念之内,但通常并没严格区别两者,“表面”和“界面”互相通用。

1.2 表面能、表面函数和表面功表面上的物质微粒比他们处于体相内部时多出的能量叫表面能或总表面能。

由于表面的变化通常在等温等压条件下进行,因此这时的表面能实际上就是表面吉布斯函数。

在等温等压下且组成不变的条件下以可逆方式增加体系的表面积时所做的非体积功叫表面功,它在量值上等于表面吉布斯函数。

1.03 表面张力(比表面能)简单的说,表面张力就是单位面积上的表面能量,即比表面能,因为它与力有相同的量纲,故叫表面张力。

实际上,表面张力是表面层的分子垂直作用在单位长度的线段或边界上且与表面平行或相切的收缩力。

1.04 附加压力弯曲液面下的附加压力是指液面内部承受的压力与外界压力之差,其方向指向曲面球心。

1.5 铺展和铺展系数某一种液滴在另一种不相溶的液体表面上自行展开形成一层液膜的现象叫铺展,也叫展开。

铺展系数就是某液滴B在液体A的表面上铺展时比表面吉布斯函数的变化值,常用符号为S B/A1.6 湿润凡是液体沾湿在固体表面上的现象都叫润湿,其中又分为铺展润湿(液体在固体表面上完全展开),沾湿湿润(液体在固体表面形成平凹透镜)和浸没湿润(固体完全浸渍在液体中),三种湿润程度的差别是:浸没湿润〉铺展湿润〉沾湿湿润1.7 沾湿功和湿润功在定温定压下,将单位面积的固-液界面分开时外界所做的可逆功叫沾湿功。

这一概念对完全不相溶的两种液体间的界面也适用。

结合功是指定温定压下,将单位面积的液柱拉开时外界所做的可逆功,又叫内聚功。

它是同种分子相互吸引能力的量度。

1.08 接触角液体在固体表面达到平衡时,过三相接触点的切线与固-液界面所夹的最大角叫平衡接触角或润湿角,常用符号θ。

例如,1.09 表面活性物质(表面活性剂)由亲水的极性基团和亲油的非极性基团组成的能显著降低表面张力的物质叫表面活性物质,又叫表面活性剂,它分离子型和非离子型两大类型,其中离子型表面活性剂又分阴离子型、阳离子型、和两性型三种。

1.10 增溶作用在一种溶剂中加入表面活性物质后,能明显增加原来不溶或微溶于该溶剂的物质的溶解度,这种现象叫增溶作用。

如苯不溶于水,加入肥皂后,苯的溶解度大大增加。

增溶不同于真正的溶解,主要是促进胶束形成。

这种体系是热力学稳定体系。

1.11 乳化作用两种互不相溶的液体,其中一种以极小的液滴均匀分散到另一种液体里的过程叫乳化作用,这种系统叫乳状液,它是热力学不稳定体系。

1.12 洗涤作用用表面活性剂(加机械作用)将固体表面的外来物质去掉的过程叫洗涤作用。

表面活性剂在这里具体起润湿、乳化、增溶和起泡等综合作用。

1.13 吸附作用—物理吸附和化学吸附固体和液体表面对气体或溶质的吸着现象叫吸附,起吸附作用的物质叫吸附剂,被吸附的物质叫吸附物或吸附质。

吸附又分为物理吸附和化学吸附两类。

物理吸附—由范德华力作用产生的吸附现象。

化学吸附—由化学键力作用而产生的吸附现象。

实际的吸附过程往往同时存在着两种吸附。

1.14 吸附热在定稳定压下,某吸附剂吸附1 mol 吸附质时所产生的热效应叫吸附质在指定吸附剂上的吸附热,也叫积分吸附热。

1.15 吸附等温式和吸附等温线在定温下,吸附作用达到平衡时,吸附量与气体吸附质的压力(或溶解浓度)的关系式叫吸附等温式。

描述吸附量与气体压力(或溶液浓度)关系的曲线叫吸附等温线。

1.16 吸附活化能1 mol 吸附质由吸附剂和吸附质相互作用的势能为零的初态变为活化吸附状态所需的能量叫吸附活化能,其量值决定于吸附剂与吸附质的本性,物理吸附的活化能很小,化学吸附的活化能大2重要公式及意义和使用条件2.1 表面吉布斯函数变化与表面积的关系式d G表=γd A(A为面积)(1)意义:表面吉布斯函数变化与表面积变化成正比。

适用条件:等温等压且组成不变时以热力学可逆方式增加表面积。

此式也可改写为(2)2.02 拉普拉斯(Laplace)公式Δp= γ(1/r1+1/r2) (1)意义:弯曲液面下的附加压力Δp与椭圆液滴的两个半径之倒数的和成正比。

适用条件:表面张力γ为常数,液滴为椭圆或球状。

Δp=2γ/r=Δ ρg h(2)意义:弯曲液面下的附加压力与液滴或液体中气泡的半径成反比。

适用条件:圆形液滴或液体中的气泡且表面张力γ为常数。

Δp=4γ/r(3)意义:弯曲液面下的附加压力与空气中球状液膜的半径成反比。

适用条件:表面张力γ为常数,空气中的圆球状液膜(它有内外两个表面)。

2.3开尔文(Kelvin)公式(1)意义:表示同种液体的两个液滴的饱和蒸气压与液滴曲率半径的关系。

小液滴的曲率半径越小,其饱和蒸气压P2越大,可解释小液滴比大液滴易蒸发的原因。

适用条件:温度、液体种类、密度和表面张力均不变。

(2)意义:表示同种液体的液滴(r即r’2)和平面液体()的饱和蒸气压与其曲率半径的关系。

液滴的蒸气压总大于平面液体的蒸气压适用条件:温度、液体种类、密度和表面张力均不变。

(3)意义:表示物质的溶解度与其固体颗粒的大小的关系。

物质颗粒半径越小,它的溶解度越大。

适用条件:温度一定,物质密度ρ、固—液界面张力γs均不变。

2.4吸附量计算式(1)(2)意义:单位质量的吸附剂在定温下的吸附量与被吸附物的物质的量或气体体积成正比。

适用条件:吸附剂为固体,(1)式可用于任何吸附质,(2)式只用于气体吸附质。

(3)意义:固体在溶液中的吸附量与溶液浓度差及溶液体积成正比。

适用条件:定温定压下固体在溶液中的吸附,吸附一定要达到平衡。

2.5 吸附热计算式意义:定温下吸附热与气体平衡压力之对数对温度的偏微商成正比。

适用条件:化学吸附且各次的吸附量相等,故称等量吸附热。

注意:吸附过程中,放热取正值,这与化学反应不同。

2.6 吸附等温式富兰特里希(Freundlich)等温式:x/m =kp1/n (1)意义:吸附量与吸附时平衡气体压力的1/n 次方成正比,n为特征常数,与温度和吸附体系有关。

适用条件:固体对气体的等温吸附。

x/m =kc1/n (2)意义:吸附量x/m与吸附时溶液的平衡浓度的1/n 次方成正比,n为特征常数。

适用条件:固体在溶液中的等温吸附。

朗缪尔吸附等温式:(1)式中:θ=Γ/Γ∞=V/V∞意义:覆盖θ(或吸附量Γ,或吸附的气体体积V)与吸附平衡压力的关系。

K吸为吸附系数。

适用条件:固体对气体的等温、单层吸附过程(2)式中:θ=Γ/Γ∞意义:覆盖度θ(或吸附量Γ)与吸附平衡浓度C e的关系。

适用条件:固体在溶液中对溶质的等温、单层吸附。

(3)意义:A和B两种气体分子同时在固体表面被吸附时,A和B各自占据的吸附位分数θA和θB与两气体吸附平衡压力的关系。

适条件:在等温条件下,两种气体分子同时被吸附,且为单层吸附。

BET 吸附公式:(4)或意义:气体在固体表面发生多层吸附时,覆盖度(V/V m=θ)与平衡压力P及同温度下饱和蒸气压的关系。

适用条件:定温下固体表面的多层吸附,比压P/P s在0.05~0.35之间。

为饱和吸附时气体体积,C为特征常数。

4、捷姆金(TeMkИH)等温式式中:θ=V/V m意义:覆盖度θ与气体平衡压力P的关系。

和A0均为特征常数。

α=β△H0。

适用条件:化学吸附,且覆盖度不能太大。

5、吉布斯(Gibbs)吸附等温式(6)式中:为溶质活度,γ是表面张力意义:定温下,溶液的表面吸附量与溶质活度及表面张力的关系。

2.7 接触角(润湿角)计算式:COSθ =(γs-g -γs-l)/ γl-g意义:液体在固体表面的接触角决定于固—气相、固—液相和液—气相三个界面张力的大小关系。

适用条件:定温下,液滴与固体表面接触并达到平衡2.8 铺展系数的计算式S B/A=γA–γB–γAB (1)意义:液滴B在液体A的表面上铺展趋势的大小由A和B的表面张力及A—B间界面张力的相对大小决定。

适用条件:定温定压下一液滴在另一液体表面上铺展并达到平衡。

S l/s=γg-s–γg-l –γl-s (2)意义:液体在固体表面上铺展的趋势大小决定于三个相的界面张力值。

适用条件:定温定压下,液体在固体表面铺展(润湿)并达到平衡。

适用条件:定温下溶液表面吸附,稀溶液中活度可用浓度代替2.9 润湿过程中吉布斯函数变化的计算式:ΔG=γl-s–γg-l–γg-s意义:润湿过程吉布斯函数变化决定于液—固界面张力与气—液界面张力及气—固界面张力差。

适用条件:等温等压及可逆条件下,将气—固和气—液界面转变为液—固界面的过程,且各界面均为单位面积。

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