表面现象和分散系统
第八章表面现象和分散系统一、填空题1、半径为r的球形肥皂泡内的附加压力是。
2、液滴的半径越小,饱和蒸气压越,液体中的气泡半径越小,气泡内液体的饱和蒸压越。
3、憎液固体,其表面不能被液体所润湿,其相应的接触角θ 90°。
4、相同温度下,同一液体,随表面曲率半径不同具有不同的饱和蒸气压,若以P平、P凹、P凸分别表示平面、曲面、凸面液体上的饱和蒸气压,则三者的关系是。
5、加入表面活性剂,使液体的表面张力,表面活性剂在溶液表面的浓度一定它在体相的浓度。
6、润湿液体在毛细管中上升的高度与毛细管内径成关系,与液体的表面张力成关系。
7、温度升高时,纯液体的表面张力。
8、氢氧化铁溶胶显色,胶粒直径的大小在 m之间。
由于氢氧化铁溶胶胶粒带电荷,所以通过直流电时,在附近颜色逐渐变深。
9、丁达尔效应是光所引起的,其强度与入射光波长的次方成比例。
10、乳状液的类型可以分为和两类,亲水性固体粉末和憎水性固体粉末可以分别作为型和型乳状液的乳化剂。
11、在讨论固体对气体等温吸附的兰格谬尔理论中,最重要的基本假设为:吸附是层的。
12、表面活性物质在结构上的特点是同时具有基和基。
13、KI与过量的AgNO3形成溶胶,该溶胶电泳时胶粒向移动;在KCl、K2C2O4、K 3Fe(CN)6三种电解质中,对该溶胶聚沉能力最大的是。
二、单选题1、氧气在某固体表面的吸附,温度在400K时进行的速度较慢,在305K时更慢,该吸附过程主要是()A.物理吸附B.化学吸附C.不能确定D.物理吸附与化学吸附同时发生2、在三通活塞两端涂上肥皂液,关闭右端,在左端吹一大泡,关闭左端,在右端吹一小泡,然后打开活塞使左右端相通,将会出现什么现象。
()A.大泡变小,小泡变大B.小泡变小,大泡变大C.两泡大小保持不变D.不能确定3、晶体物质的溶解度和熔点与其颗粒半径的关系是()A.半径越小,溶解度越小,熔点越低B.半径越小,溶解度越大,熔点越低C.半径越小,溶解度越大,熔点越高D.半径越小,溶解度越小,熔点越高4、在一密闭容器内,放有大小不等的圆球形小水滴,经放置一段时间后,会出现的现象是()A.小水滴变大,大水滴变小,直至大小水滴半径相等B.小水滴变小,直至消失,大水滴变的更大C.大小水滴保持原来的半径不变D.水滴大小变化无规律5、关于表面张力和表面自由能,下列说法正确的是( )A.物理意义相同,量纲和单位不同B.物理意义不同,量纲和单位相同C.物理意义和量纲相同,单位不同D.物理意义和单位不同,量纲相同6、通常称为表面活性剂的物质是指将其加入液体中后( )A.能降低液体的表面张力B.能增大液体的表面张力C.能显著增大液体的表面张力D.能显著降低液体的表面张力7、下述现象中与表面活性物质无关的是( )A.乳化B.润湿C.起泡D.溶解8、毛笔蘸上水,笔毛就会粘在一起,这是因为 ( )A.笔毛上的水在空气中有自动收缩减小表面的趋势B.笔毛被润湿C.水是表面活性物质D.水具有粘度9、对于水平液面,其值为零的物理量是( )A.表面自由能B.表面张力C.附加压力D.比表面能10、对于化学吸附,下面说法中不正确的是( )A.吸附是单分子层B.吸附力来源于化学键力C.吸附热接近反应热D.吸附速度较快,升高温度则降低反应速度11、下列各性质中不属于溶胶动力学性质的是( )A.布郎运动B.扩散C.电泳D.沉降平衡12、在外加电场作用下,胶体粒子在分散介质中移动的现象称为( )A.电渗B.电泳C.沉降D.扩散13、Langmuir气固吸附理论中,下列叙述中错误的是( )A.吸附是单分子层吸附B.吸附热是常数C.在一定条件下,吸、脱附之间可以达到平衡D.吸、脱附速率都与气体的压力成正比14、对于指定的液体,恒温条件下,有( )A.液滴的半径越小,它的蒸气压越大B.液滴的半径越小,它的蒸气压越小C.液滴的半径与蒸气压无关D.蒸气压与液滴的半径成正比15、凡溶胶达到等电状态,说明胶粒 ( )A.带电,易聚沉B.带电,不易聚沉C.不带电,很易聚沉D.不带电,不易聚沉16、过量的KI与AgNO3混合制溶胶,其结构为[(AgI)m·n I-·(n-x)K+]x-·x K+,则胶粒是指 ( )A.(AgI)mB.(AgI)m·nI-C.[(AgI)m·nI-·(n-x)K+] x-D.[(AgI)m·nI-·(n-x)K+]x-·xK+17、不一定。
温度升高时,多数液体的表面张力( )A.增大B.减小C.不变D.不一定18、在新生的Fe(OH)3沉淀中加入少量稀FeCl3溶液,则沉淀( )A.溶解B.沉淀增加C.无现象D.先溶解后又沉淀19、哪种体系能产生明显的丁达尔现象( )A.As2S3溶胶B.聚苯乙烯的甲苯溶液C.牛奶D.NaCl的水溶液20、在装有部分液体的毛细管中,如图,当在右端加热时,液体移动的方向是( )A.左移B.右移C.不动;D.不一定21、对于有过量KI存在的AgI溶胶,哪一种电解质的聚沉能力最强()A.K3[Fe(CN)4] B.M g S O4C.F e C l3D.M g C l222、下列对电动电势ξ不正确的描述是()A.ξ电势表示胶粒溶剂化层界面到均匀液相内的电势B.少量外加电解质易引起ξ电势值的变化C.ξ电势的绝对值总是大于热力学电势D.ξ电势的绝对值越大,溶胶越稳定23、在等电点,两性电解质或溶胶在电场中()A.不移动B.向正极移动C.向负极移动D.不能确定24、溶液表面层对溶质B发生吸附,若CB (表面浓度)< CB0,(本体浓度),则()A. 称为负吸附,溶液表面张力σ增加B.称为正吸附,溶液表面张力σ增加C.称为负吸附,溶液表面张力σ下降D.称为正吸附,溶液表面张力σ下降三、多选题1、下列现象属物理吸附的是 ( )A.只有单分子层吸附B.既有单分子层吸附又有多分子层吸附C.吸附时放热较多D.定位吸附E.非定位吸附2、化学吸附的特征是 ( )A.吸附力为化学键力B.吸附层为单分子层或多分子层C.通常可逆D.吸、脱附速度快E.具有选择性3、表面活性物质的下列性质表述不正确的是( )A.表面活性物质溶入后,使液体的表面张力显著降低B.表面活性物质溶入后,使液体产生正吸附C.表面活性物质溶入后,使液体产生负吸附D.表面活性物质溶入后,使液体表面张力增加E.表面活性物质可引起去污、加溶作用4、对憎液溶胶而言,下列说法中不正确的是( )A.胶粒大小在10-9 ~10-7mB.能透过半透膜C.丁达尔现象较强D.多相系统E.加入微量电解质后不产生聚沉现象5、表面活性剂的分子结构是( )A.非极性的B.对称极性的C.有极性又有非极性基团D.不对称双结构的E.有活性官能团6、分散相和分散介质都是液体的是( )A.牛奶B.原油C.油漆D.烟E.雾7、能产生明显的光散射现象的体系是 ( )A.明胶B.牛奶C.NaOH溶液D.SiO2溶胶E.烟尘8、对于电渗和电泳,下列说法正确的是( )A.电渗时,双电层的溶剂化层运动,扩散层中离子不动B.电渗时,扩散层中的溶剂化反离子运动,溶剂化层不动C.电泳时,胶粒不动,扩散层中的反离子运动D.电泳时,扩散层中反离子不动E.电泳和电渗都是外电场引起的运动9、丁达尔现象是光射到粒子上产生了( )A.折射光B.反射光C.散射光D.乳光E.透射光10、Langmuir气固吸附理论中,下列叙述中正确的是( )A.吸附是单分子层或多分子层B.吸附热是常数C.被吸附的分子之间有均匀的作用力D.在一定条件下吸、脱附之间可以达到平衡E.吸、脱附速率都与气体的压力成正比11、弯曲液面所产生的附加压力( )A.可正、可负、不等于零B.一定等于零C.一定大于零D.一定小于零E.一定不等于零12、根据吉布斯吸附等温式,在一定温度下,表面溶质的过剩吸附量Г决定于( )A.表面张力随浓度自然对数的变化率B.表面张力随浓度变化率(dσ/dc)C.溶液的表面张力σD.溶液的浓度cE.浓度及表面张力随农度的变化率13、当一束可见光照射溶胶发生散射时,则( )A.散射光是淡兰色B.散射光是淡红色C.透射光是淡红色D.透射光是淡兰色E.无法判断14、当水在一定温度下,由微小液滴聚集成大液滴时,则该体系( )A.表面自由能降低B.表面张力升高C.表面积增大D.体积增大E.蒸气压降低15、在完全能被液体润湿的毛细管中,液体上升的高度( )A.反比于毛细管半径B.反比于液体粘度C.反比于接触角D.正比于空气压力E.正比于液体表面张力四、简答题1、在护工生产中,固体原料的焙烧,目前很多采用沸腾焙烧,依表面现象分析有哪些优点?2、在进行蒸馏实验时要在蒸馏瓶中加些碎磁片或沸石以防止暴沸,其道理何在?3、如果在一杯含有极微小蔗糖晶粒的蔗糖饱和溶液中,投入一块较大的蔗糖晶体,在恒温密闭的条件下,放置一段时间,这杯溶液有什么变化?4、水在玻璃管中呈凹形液面,但水银则呈凸形液面,为什么?5、亲水性固体表面,经过表面活性剂(如防水剂)处理后,为什么可以改变其表面性质,使其具有憎水性?6、显微镜为何要用强的光源?7、如何理解溶胶是动力学上稳定而热力学上不稳定的系统,且有聚沉不稳定的特性?8、在三个烧杯中各装有20cm3的同种溶胶,加入电解质使其开始显著聚沉时,在第一个烧杯需加1mol·dm-3KCl溶液2.1 cm3,第二个烧杯需加12.5cm3的0.005mol·dm-3Na2SO4溶液,第三个烧杯需加7.5cm3的3.3×10-4mol·dm-3Na3PO4溶液。
试确定其聚沉值及该溶胶电荷符号。
9、何为过饱和蒸气,何为过热液体?解释它们存在的原因。
10、为什么在室温室压下,固体表面吸附过程是自发过程?11、为什么晴天的天空呈蓝色,晚霞呈红色?12、憎液溶胶是热力学上的不稳定系统,为什么它能在相当长的时间内存在?13、写出由FeCl 3水解得到Fe(OH)3胶团的结构。
物质量浓度相同的NaCl 、MgCl 2、MgSO 4、Na 2SO 4各溶液对Fe(OH)3溶胶聚沉能力强弱的次序如何?14、为什么在新生成的Fe(OH)3沉淀中加入少量的稀FeCl 3溶液,沉淀会溶解?如再加入一定量的硫酸盐溶液,又会析出沉淀?15、两个充满了电解质溶液的容器,中间用一个由AgCl 制成的多孔塞将两容器连通,在靠近多孔塞的两侧放入两只平行板电极并通直流电,问:(1)溶液为0.020mol ·dm -3的NaCl 稀溶液流向何方? 五、判断题1、 对同一液体,弯曲液面上的饱和蒸气压恒大于该液体的饱和蒸气压。
物理化学第七章
粗分散物系
>10-7m
混浊泥水,牛 奶,豆浆
3、胶体四大特征:(同溶液相比较)
①聚结不稳定性(热不稳自发聚沉)②多相不均匀性 聚结不稳定性 ②多相不均匀性(一相分散 于另一相,有相界面)③高分散性 ③高分散性(颗粒大小及胶团量不相同) 结构组成不确定性(受添加剂或添加物影响) ④结构组成不确定性 (真溶液:热稳,均相物系,组成,结构,分子量恒定) 4、胶体化学研究内容:表面现象,分散物系及高分子溶液 5、表面:物体处于真空或与本身饱和蒸气达平衡的面。 6、界面:物体与空气或其他物体相接触的面(存在于两相之间 几个nm厚度薄层) 7、表面现象(Surface phenomenon):凡物质处于凝聚状态时, 其界面上发生的一切物理化学现象。(包括s-g,s-l,l-g,ss,l-l等统称表面)严格讲为界面现象,如:毛细现象,润湿 作用,液体过热,蒸气过饱和,吸附作用等统称界面现象 AS Sο (Interface phenomenon)。
(1)按分散相和分散介质的聚集状态分类
分散相 分散介质 名称 气 泡沫 液 液 乳状液 固 悬浮体,溶液胶 气 液 固 固溶胶 固 气 液 气 气溶胶 固
实例 肥皂泡沫 牛奶 泥浆,金溶胶 浮石,泡沫玻璃 珍珠,某些矿石 某些合金 雾 烟
(2)按分散相的分散度分类
类型 低分子 分散物系 分散相粒子半 径 <10-9m 分散相 原子 离子,小分子 性质 均相,热力学稳定物 系,扩散快,能透过 半透膜,形成真溶液 均相,热力学稳定物 系,扩散慢,不能透 过半透膜,形成真溶 液 举例 NaCI、蔗糖的 水溶液,混合 气体等 聚乙烯醇水溶 液
之一):当毛细管插入润湿性液体水中时,管内液面呈凹面, △P背向 液面,使液体受到向上提升力而沿管内壁上升,当液柱产生的静压 力ρgh=△P时达平衡停止移动;反之,当毛细管插入非润湿性液体 汞中时产生管内凸液面,因△P向下,使管内液面下降至ρgh=△P 达平衡时停止,此为毛细现象。
物理化学第8章 表面物理化学
如果要制造防水材料,就要在表面涂憎水的 表面活性剂,使接触角大于90°。
2.增溶作用
定义:非极性有机物如苯在水中溶解度很小, 加入油酸钠等表面活性剂后,苯在水中的溶解度 大大增加,这称为增溶作用。
增溶作用与普通的溶解概念是不同的,增溶 的苯不是均匀分散在水中,而是分散在油酸根分 子形成的胶束中。
2、公式 (1)形式: ⊿p=2ϭ/r
(2)结论: ①凸液面: r >0,则 ⊿p > 0。
液滴越小,附加压力越大
②凹液面 : r< 0,⊿p<0。
③水平液面:r为无穷大, ⊿p= 0。
④对于液泡(如肥皂泡):
⊿p =
4ϭ r
因为肥皂泡有两个气液界面,且两个球形界面的
半径几乎相等,方向均指向液泡中心。
①液体能润湿毛细管(如水能润湿玻璃): 呈凹形曲面,且液面上升一定高度。
p'
p ''
p0
M H2O
N Hg
r g h =⊿ p = 2 ϭ
r
曲率半径 r与毛细管半径R的关系:
R´ = R
cosq
联立以上二式,可得:
2ϭcosq
h=
r gR
②液体不能能润湿毛细管(如汞不能润湿玻璃): 呈凹形曲面,且液面下降一定高度。
可见光的波长约在400~750 nm之间。
二、溶胶的力学性质
主要指: Brown 运动
扩散
沉降和沉降平衡
1、Brown运动(Brownian motion)
通过超显微镜,可以看到胶体粒子不断地 作不规则的“之”字形运动,这就叫布朗运 动。
产生原因:分散介质分子以不同大小和方向 的力对胶体粒子不断撞击而产生的。
第八章表面现象与分散系统判断题答案
第八章表面现象与分散系统判断题答案1.只有在比表面很大时才能明显地看到表面现象,所以系统表面增大是表面张力产生的原因。
解:错,表面张力产生的原因是处于表面层的分子与处于内部的分子受力情况不一样。
2.对大多数系统来讲,当温度升高时,表面张力下降。
解:对。
3.比表面吉布斯函数是指恒温、恒压下,当组成不变时可逆地增大单位表面积时,系统所增加的吉布斯函数,表面张力则是指表面单位长度上存在的使表面张紧的力。
所以比表面吉布斯函数与表面张力是两个根本不同的概念。
解:错,二者既有区别,又有联系。
4.恒温、恒压下,凡能使系统表面吉布斯函数降低的过程都是自发过程。
解:错,恒温、恒压,W’=0时,ΔG < 0才是自发过程。
5.过饱和蒸气之所以可能存在,是因新生成的微小液滴具有很大的比表面吉布斯函数。
解:错,新生成的微小液滴有很高的比表面,因而有很高的表面吉布斯函数。
6.液体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。
解:错,液体在毛细管内上升或下降决定于液体能否润湿管壁,润湿与否与σ(l-g)、σ(l-s)和σ(g-s)的相对大小有关。
7.单分子层吸附只能是化学吸附,多分子层吸附只能是物理吸附。
解:错。
8.产生物理吸附的力是范德华力,作用较弱,因而吸附速度慢,不易达到平衡。
解:错。
9.在吉布斯吸附等温式中,Γ为溶质的吸附量,它随溶质(表面活性物质)的加入量的增加而增加,并且当溶质达饱和时,Γ达到极大值。
解:错,达到饱和吸附时,不一定达到饱和浓度。
10.由于溶质在溶液的表面产生吸附,所以溶质在溶液表面的浓度大于它在溶液内部的浓度。
解:错,溶质在表面层的浓度可以低于它在内部的浓度。
11.表面活性物质是指那些加人到溶液中,可以降低溶液表面张力的物质。
解:错,能显著降低溶液表面张力的物质才称为表面活性物质。
12.溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。
解:错,溶胶在热力学上是不稳定的。
13.溶胶与真溶液一样是均相系统。
表面现象和分散系统
1、只有在比表面很大时才能明显地看到表面现象,所以系统表面增大是表面张力产生因( ) 正确答案:错表面张力是增加单位表面积时体系吉布斯自由能的增量,与表面积大小无关。
2、对大多数系统来讲,当温度升高时,表面张力下降。
( ) 正确答案:对3、恒温、恒压下,凡能使系统表面吉布斯函数降低的过程都是自发过程。
( ) 正确答案:错反馈:缺少“定组成”的条件。
4、过饱和蒸汽之所以可能存在,是因新生成的微小液滴具有很大的比表面吉布斯函数。
( )正确答案:错反馈:是因为微小液地具有较大的指向液滴内部的附加压力:5、液体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。
( )正确答案:错反馈:决定于液体能否润湿固体.6、单分子层吸附只能是化学吸附,多分子层吸附只能是物理吸附。
( ) 正确答案:错反馈:多分子层吸附中的第一层可能是化学吸附。
7、产生物理吸附的力是范德华力,作用较弱,因而吸附速度慢,不易达到平衡。
( )正确答案:错反馈:化学吸附需要活化能,因而较慢,不易达平衡。
8、在吉布斯吸附等温式中,Γ为溶质的吸附量,它随溶质(表面活性物质)的加入量的增加而增加,并且当溶质达饱和时,Γ达到极大值。
( ) 正确答案:错反馈:Γ值达最大值时,溶质浓度达到CMC,而没有饱和。
9、由于溶质在溶液的表面产生吸附,所以溶质在溶液表面的浓度大于它在溶液内部的浓度。
( )正确答案:错反馈:产生负吸附时,恰好相反。
10、表面活性物质是指那些加入到溶液中,可以降低溶液表面张力的物质。
( ) 正确答案:错反馈:应该是“少量溶质即可显著降低溶液的表面张力”。
11、溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。
( )正确答案:错反馈:热力学上是不稳定的12、溶胶与真溶液一样是均相系统。
( )正确答案:错反馈:溶胶是多相体系13、能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶。
( )正确答案:错反馈:大分子溶液也有丁达尔效应14、通过超显微镜可以看到胶体粒子的形状和大小。
粉体的分散与表面能
最大特点:具有大的比表面积和表面 能。
1、粉体颗粒表面表面的不饱和性 2、粉体颗粒表面表面的非均质性
粉体颗粒为何需要分散?
粉体颗粒由于粒径小, 表面原子比例大, 比表面大, 表面能大, 处于能量不稳定 状态 , 因此很容易团聚导致颗粒增大.
引起纳米粉体产生团聚的原因
1、材料在纳米化过程中,在新生的纳米粒子的表面积累了大量的 正电荷或负电荷,这些带电粒子极不稳定,为了趋向稳定,它们互相 吸引,使颗粒团ຫໍສະໝຸດ ,此过程的主要作用力是静电库仑力。
分散
在空气中的分散方法
机械分散 干燥分散 颗粒表面改性分散 静电分散 复合分散
颗粒在液体中的分散
1、颗粒的浸润 2、颗粒团聚体在机械力作用下的解体和分
散 3、颗粒或较小的团聚体稳定,阻止进一步
发生团聚
固体在固液体系中的分散调控
介质调控 分散剂调控 机械调控 超声调控
无机电解质 高分子分散剂 表面 活性剂
2、材料在纳米化过程中,吸收了大量机械能或热能,从而使新生的 纳米颗粒表面具有相当高的表面能,粒子为了降低表面能,往往通 过相互聚集而达到稳定状态,因而引起粒子团聚。
3、当材料纳米化至一定粒径以下时,颗粒之间的距离极短,颗粒之 间的范德华力远远大于颗粒自身的重力,颗粒往往互相吸引团聚。
4、由于纳米粒子表面的氢键,吸附湿桥及其他的化学键作用,也易 导致粒子之间的互相黏附聚集。
END 谢谢,请多指教
物化各种公式概念总结
第一章热力学第一定律一、基本概念系统与环境,状态与状态函数,广度性质与强度性质,过程与途径,热与功,内能与焓。
二、基本定律 热力学第一定律:ΔU =Q +W . 三、基本关系式1、体积功的计算 δW = -p 外d V恒外压过程:W = -p 外ΔV定温可逆过程(理想气体):W =nRT 1221ln ln p p nRT V V =2、热效应、焓:等容热:Q V =ΔU (封闭系统不作其他功)等压热:Q p =ΔH (封闭系统不作其他功) 焓的定义:H =U +pV ; ΔH =ΔU +Δ(pV ) 焓与温度的关系:ΔH =⎰21d p T T T C3、等压热容与等容热容:热容定义:V V )(T UC ∂∂=;p p )(T H C ∂∂=定压热容与定容热容的关系:nR C C =-V p 热容与温度的关系:C p,m =a +bT +cT 2四、第一定律的应用1、理想气体状态变化等温过程:ΔU =0 ; ΔH =0 ; W =-Q =⎰-p 外d V 等容过程:W =0 ; Q =ΔU =⎰T C d V ; ΔH =⎰T C d p 等压过程:W =-p e ΔV ; Q =ΔH =⎰T C d p ; ΔU =⎰T C d V 可逆绝热过程:Q =0 ; 利用p 1V 1γ=p 2V 2γ求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d pC V (㏑T 2—㏑T 1)=nR (㏑V 1—㏑V 2)(T 与V 的关系) C p (㏑T 2-㏑T 1)=nR(㏑P 2—㏑P 1) (T 与P 的关系)不可逆绝热过程:Q =0 ;利用C V (T 2—T 1)=-p 外(V 2—V 1)求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p 2、相变化 可逆相变化:ΔH =Q =n ΔH ;W=-p (V 2—V 1)=-pV g =-nRT ; ΔU =Q +W3、实际气体节流膨胀:焦耳—汤姆逊系数:μJ —T (理想气体在定焓过程中温度不变,故其值为0;其为正值,则随p 降低气体T 降低;反之亦然)4、热化学标准摩尔生成焓:在标准压力和指定温度下,由最稳定的单质生成单位物质的量某物质的定压反应热(各种稳定单质在任意温度下的生成焓值为0)标准摩尔燃烧焓:…………,单位物质的量的某物质被氧完全氧化时的反应焓第二章 热力学第二定律一、基本概念 自发过程与非自发过程 二、热力学第二定律热力学第二定律的数学表达式(克劳修斯不等式)T Q dS δ≥“="可逆;“>"不可逆三、熵(0k 时任何纯物质的完美结晶丧子为0)1、熵的导出:卡若循环与卡诺定理(页522、熵的定义:T Q dS rδ=3、熵的物理意义:系统混乱度的量度。
表面及胶体化学知识点归纳
胶体: 指具有高度分散的分散体系(亦是研究对象),分散相可以是一相和多相,粒子大小通常为10-7~10-9m之间.胶体的研究内容:表面现象、分散体系、高分子溶液。
表面能δ:恒温恒压下,可逆地增加单位表面积,环境对体系所做的功,单位J·m-2。
表面张力δ:单位长度液体表面的收缩力,单位N·m-1(或mN·m-1)l aplace方程:球面,则R1=R2=R,ΔP=2σR 柱面,则R1=R,R2=∞,ΔP=σ/R 球形气泡,且R1=R2=RΔP=4σ/R表面过剩:界面相与体相的浓度差。
接触角:固液气三相交点处作气液界面的切线,此切线与固液交界线之间的夹角θ。
Gibbs吸附公式:(双组分体系)固体表面张力:新产生的两个固体表面的表面应力之和的一半。
固体表面能:指产生一平方厘米新表面所消耗的等温可逆功。
Laugmuir理论:假设被吸附分子间无作用力,因而分子脱附不受周围分子的影响。
只有碰撞在空间表面的分子才有可能被吸附(单分子层吸附)。
固体表面是均匀的,各处吸附能相同。
BET理论的基本假设:①固体表面是均匀的,同层分子(横向)间没有相互作用,分子在吸附和脱附时不受周围同层分子的影响。
②物理吸附中,固体表面与吸附质之间有范德华力,被吸附分子间也有范德华力,即吸附是多分子层的。
影响溶液中吸附的因素:吸附剂:溶质、溶剂三者极性的影响;温度:溶液吸附也是放热过程,一般T上升,吸附下降;溶解度:吸附与溶解相反,溶解度越小,越易被吸附;同系物的吸附规律一般随C-H链的增长吸附有规律的增加和减少。
Trube规则;吸附剂的孔隙大小;吸附剂的表面化学性质,同一类吸附剂由于制备条件不同,表面活性相差很大,吸附性能也会有很大差异;混合溶剂的影响,色谱法中使用混合溶剂,洗提效果比单纯溶剂好,若自极性相同的混合溶剂中吸附第三组份,等温线界于两单等温线之间;若自极性不相同的混合溶剂中吸附第三组份,吸附量比任何单一溶剂中少,混合溶剂极性一致或不一致情况不同;多种溶质的混合溶液;9、盐的影响,盐的存在通过影响溶质的活度系数、溶解度、溶质的电离平衡而影响吸附。
表面与胶体
有很多的微孔和巨大的表面积,具有很强的
物理吸附性能。 1g活性炭的表面积有500~1500m2
§8 ·2 纯液体的表面现象
Surface phenomena of pure liquid
一、弯曲液面的附加压力 p= 2/r
K—仪器常数,可用已知表面张力的物质测定
某一小面积 AB,沿 AB 四周,AB 以外的表面对 AB
有表面张力的作用,力的方向与周界垂直,而且沿四 周处与表面相切。
① 平液面: 曲率半径无穷大,ΔP = Pl – Pg = 0
( σ水平,平衡时相互抵消,合力为零,即液体内 外压力相等,且等于外界压力 Pg )
成的。
如图8.2所示P287
P′=ΔP+P , ΔP= P′-P
当活塞向下作无限小的移动时,大量液体的体积减少dV, 而小液滴的体积增加了dV。
此过程中液体净得功为:P ′dV-P dV= ΔP dV
此功用于克服表面张力σ而增大液滴的表面积dA,
因此, ΔP dV= σ dA, 因球面积A=4Πr2 球体积V=4/3 Πr3 所以ΔP =2 σ/r dA=8 Πrdr, dV= 4Πr2 dr
掌握
如果不是纯液体,而是溶液,上式应写成
掌握
σ = ( ∂G / ∂A )T,P,ni
——比表面吉布斯函数,单位J.m-2 (或N.m-1)
(3)物理意义:在T、P和ni不变的情况下,每增加单位
表面积时,引起系统吉布斯函数的增量。即单位表面积上的
分子比相同数量的内部分子“超额” 吉布斯函数。
注:一种物质的比表面吉布斯函数与表面张力数值完全一样, 量纲也相同,但物理意义有所不同,所用单位也不同。
06第四章胶体溶液于素华
第四章胶体溶液学习要点分散系、分散相、分散介质、表面现象、表面能、表面活性物质、吸附、孚L 化剂、乳化作用、溶胶、胶团结构、Tyndall现象、Brown运动、电泳、电渗。
聚沉值、大分子溶液、胶凝、盐析学习指南(一)分散系统分散系统,简称分散系,是由一种或几种物质以较小的颗粒分散于另一种物质中所形成的系统。
分散系中被分散的物质称为分散相,容纳分散相的物质称为分散介质。
根据物态,分散系有固态、液态与气态之分。
液体分散系按其分散相直径的大小不同可分为真溶液、胶体分散系和粗分散系三类。
分散系又可分为均相分散系和非均相分散系两大类。
均相分散系只有一个相(体系内部物理性质和化学性质均一的部分形成一相”,包括真溶液、大分子溶液。
非均相分散系的分散相和分散介质为不同的相,包括溶胶和粗分散系。
(二)表面现象我们把在任何两相界面上产生的物理化学现象总称为表面现象。
胶体的许多性质,如电学性质、稳定性、保护作用等都与表面现象有关。
如果把液体内部分子移到表面层就要克服向内的合力而做功。
这种功称为表面功,它以势能形式储存于表面分子。
单位表面上的表面自由能即增加单位表面所消耗的功,称为比表面能,比表面能在数值上等于表面张力。
根据热力学原理,表面能有自发降低的趋势。
要降低表面能,可通过两种途径:一是缩小物体的表面积;二是降低表面张力或是两者都减小。
表面活性物质分子的一端具有疏水性,另一端具有亲脂性。
如果向水中加入表面活性物质,则表面活性物质会部分地代替水分子聚集在溶液表面上,以降低表面张力,导致表面活性物质在表面层的浓度大于在溶液内部的浓度,产生正吸附。
相反,如果向水中加入某些无机盐类(如NaCl等)、糖类(单糖、双糖)以及溶于水的金属氢氧化物、淀粉等表面张力比水大的表面非活性物质,则这类物质在溶液表面层的浓度将会小于它们在溶液内部的浓度,产生负吸附。
(三)孚L状液水与油这两种液体不相溶,若使其中的一种液体的一种以细小的液滴分散于另一种不相溶的液体中,必须在振荡的同时加入一种能降低比界面能的表面活性物质,这种表面活性物质的分子在油与水两相界面上定向地排列,形成一层保护分散相液滴的薄膜,防止了液滴合并变大而分层,使体系得到一定程度的稳定性. 这种能使乳浊液稳定的的表面活性物质称为乳化剂,乳化剂所起的作用称为乳化作用。
06第四章胶体溶液于素华
第四章胶体溶液学习要点分散系、分散相、分散介质、表面现象、表面能、表面活性物质、吸附、乳化剂、乳化作用、溶胶、胶团结构、Tyndall现象、Brown运动、电泳、电渗。
聚沉值、大分子溶液、胶凝、盐析学习指南(一)分散系统分散系统,简称分散系,是由一种或几种物质以较小的颗粒分散于另一种物质中所形成的系统。
分散系中被分散的物质称为分散相,容纳分散相的物质称为分散介质。
根据物态,分散系有固态、液态与气态之分。
液体分散系按其分散相直径的大小不同可分为真溶液、胶体分散系和粗分散系三类。
分散系又可分为均相分散系和非均相分散系两大类。
均相分散系只有一个相(体系内部物理性质和化学性质均一的部分形成“一相”),包括真溶液、大分子溶液。
非均相分散系的分散相和分散介质为不同的相,包括溶胶和粗分散系。
(二)表面现象我们把在任何两相界面上产生的物理化学现象总称为表面现象。
胶体的许多性质,如电学性质、稳定性、保护作用等都与表面现象有关。
如果把液体内部分子移到表面层就要克服向内的合力而做功。
这种功称为表面功,它以势能形式储存于表面分子。
单位表面上的表面自由能即增加单位表面所消耗的功,称为比表面能,比表面能在数值上等于表面张力。
根据热力学原理,表面能有自发降低的趋势。
要降低表面能,可通过两种途径:一是缩小物体的表面积;二是降低表面张力或是两者都减小。
表面活性物质分子的一端具有疏水性,另一端具有亲脂性。
如果向水中加入表面活性物质,则表面活性物质会部分地代替水分子聚集在溶液表面上,以降低表面张力,导致表面活性物质在表面层的浓度大于在溶液内部的浓度,产生正吸附。
相反,如果向水中加入某些无机盐类(如NaCl等)、糖类(单糖、双糖)以及溶于水的金属氢氧化物、淀粉等表面张力比水大的表面非活性物质,则这类物质在溶液表面层的浓度将会小于它们在溶液内部的浓度,产生负吸附。
(三)乳状液水与油这两种液体不相溶,若使其中的一种液体的一种以细小的液滴分散于另一种不相溶的液体中,必须在振荡的同时加入一种能降低比界面能的表面活性物质,这种表面活性物质的分子在油与水两相界面上定向地排列,形成一层保护分散相液滴的薄膜,防止了液滴合并变大而分层,使体系得到一定程度的稳定性.这种能使乳浊液稳定的的表面活性物质称为乳化剂,乳化剂所起的作用称为乳化作用。
