物理化学第十章界面现象资料
（般常把与气体接触界面称表面气—液界面液体表面气—固界面固体表面。
） 界面不是接触两相几何平面界面有定厚有又称界面界面相(层）。
特征几分子厚结构与性质与两侧体相不 比表面积α（单位㎡·㎏ ） 对定量物质而言分散越高其表面积就越表面效应也就越明显物质分散可用比表面积α表示。
与般体系相比颗粒分散体系有很表面积它对系统性质影响不可忽略。
表面张力比表面功及比表面吉布斯函数 物质表面层分子与体相分子所处力场是不——所有表面现象根原因 表面分子总是趋向移往部力图缩表面积。
单位, 方向表面（平面、曲面）切线方向 γ可理增加单位表面环境所作可逆功称比表面功。
单位 ·。
恒温恒压 所以 ? 等恒温、恒压下系统可逆增加单位面积吉布斯函数增加所以? 也称比表面吉布斯函数或比表面能。
单位 · 表面张力、比表面功、比表面吉布斯函数三者数值 、量纲和等但物理义不是从不角说明问题。
(·故··三者单位皆可化成·) 推论所有界面——液体表面、固体表面、 液液界面、 液固界面等由界面层分子受力不对称都存界面张力。
不体系热力学公式 对般多组分体系考虑相界面面积 当体系作表面功G 还是面积函数 恒温、恒压、组成不变情况下使面积减或表面张力减致系统总界面吉布斯函数减表面程可以发进行。
3界面张力影响因素 ①物质性 （） 不物质分子作用力不对界面上分子影响也不。
般有γ(金属键) γ(离子键) γ(极性键) γ(非极性键) （）固体分子相作用力远远液体, 固体物质要比液体物质具有更高表面张力。
（3）两种不混溶液体形成液液界面界面层分子所处力场取两种液体。
所以不液液对界面张力不。
② 温 ↑γ↓ ③ 压强及其它因素 通常每增加 （约0 气压）压强表面张力约降低 ·。
0 弯曲液面附加压力及其 弯曲液面附加压强——拉普拉斯（Ll）方程 般情况下水平液面下液体所受压强即外界压强 水气泡（凹面）及液滴（凸面）表面是弯曲。
弯曲液面下液体不但受到外界压强还要受到弯曲液面附加压强 ?。
若弯曲液面凹面侧压强以表示凸面侧压强用外表示定义附加压强 Δ －外 Δ 总是正值它方向指向凹面曲率半径心 结（）弯曲液面会产生附加压力水平液面无附加压力； （）附加压力产生原因表面张力不能相抵消； （3）附加压力方向指向弯曲液面曲率心。
弯曲液面附加压强Δ 与液面曲率半径关系 因球缺底部圆周长 ? r 得垂直方向圆周上合力 因 ? r r 球缺底面积?r所以弯曲液面对单位水平面上附加压强 ——拉普斯方拉程 表明弯曲液面附加压强与液体表面张力成正比与曲率半径成反比。
其曲率半径 r 总取正值Δ 指向凹面心总取正值。
对气泡（空气肥皂泡）其有外两气液界面 毛细管现象 当液体毛细管呈弯曲液面管高≠管外高即管外存高差。
总结（）水毛细管呈凹液面毛细管液面上升； （）水银毛细管呈凸液面毛细管液面下降。
R ——— 毛细管半径； r ——— 液体密； q ——— 液体与毛细管接触角； g ——— 液体表面张力； ——— 毛细管液面上升高 由上式可知定温下毛细管越细液体密越液体对管壁润湿越即接触角θ越液体毛细管上升越高。
当液体不能润湿管壁。
温影响表面张力所以反比。
3 微液滴饱和蒸气压—开尔（ Klv）公式 蒸气压与物质性, 温组成, 压强有关还与液滴即其曲率半径有关 ——开尔公式 液体密(kg3)； – 液体摩尔质量(kgl)； V – 液体摩尔体积(3l)。
滴越饱和蒸气压越 对凹液面（或液体气泡）开尔公式变 曲率半径越饱和蒸气压越。
毛细管凝结回潮；硅胶做干燥剂 （） 对液滴（凸面）其蒸气压平面 情况下蒸气压力且液滴半径越蒸气压越。
（）对气泡（凹面）其泡蒸气压平面情 况下蒸气压力且气泡半径越蒸气压越低。
3 亚稳态及新相生成 饱和蒸气、饱和溶液、冷液体、热液体等这些状态都是亚稳态。
是热力学不完全稳定状态。
旦新相生成亚稳态即失稳定变成稳定相态。
（）热液体 按照相平衡条件应当沸腾而不沸腾液体称热液体 （3）冷液体 微晶体凝固低普通晶体 按照相平衡条件应当凝固而凝固液体称冷液体。
（）饱和溶液 定温下溶液浓已超了饱和浓但仍析出晶体溶液称饱和溶液。
其产生原因是样温下晶体溶普通晶体溶。
晶体不容易产生。
03 固体表面 吸附相界面上某种物质浓与体相浓不现象 吸附只指表面效应即气体被吸附只停留固体表面并不进入固体部。
若气体进入到固体部则称吸收。
吸附剂rb 具有吸附能力固体物质—活性炭硅胶… 吸附质rb 被吸附物质—甲烷、氢气 吸附热力学释 固体从外部空吸引气体分子到表面可减表面分子受力不对称程从而降低表面张力及表面吉布斯函数。
固体表面吸附应用 具有高比表面多孔固体如活性炭、硅胶等可作吸附剂等用气体纯化、反应催化、环境保护。
应用吸附剂氢气、甲烷吸附存储以及空气、石油气变压吸附分离等。
物理吸附与化学吸附 按吸附质与吸附剂作用力质不可将吸附分物理吸附与化学吸附。
物理吸附与化学吸附是共存 表面上不吸附部位可能有不吸附； 低温物理吸附主高温化学吸附主。
等温吸附 吸附量当吸附平衡 吸附速率吸速率单位质量吸附剂所吸附气体物质量或体积V {般用换算成标准状况（0 ℃035 k）下体积}。
研究常常固定变量研究其它两变量关系 ）压强（）定吸附量与温关系吸附等压线 ）吸附量定平衡压强与温关系吸附等量线 3）温定吸附量与压强关系吸附等温线 其常用是吸附等温线。
吸附等温线致有以下五种类型 其除种单分子层吸附外其余多分子层吸附。
3吸附验式—弗罗因德利希公式 弗罗因德利希提出含有两常数指数验方程描述压围类吸附等温线 0 与 k可视单位压力下吸附量其单位与V相 k , 数值可由实验数据推 上式两边取对数 将测得不下V 实验数据处理,作lgV lg 图, 斜率,截距k 朗缪尔（Lgr）单分子层吸附理论及吸附等温式 单分子层吸附理论四基假设 Ⅰ气体固体表面上单分子层吸附。
固体表面吸附力场作用围只有分子直径 (0~03 ) 只有气体分子碰到固体空白表面进入力场才可能被吸附。
各晶格位置吸附能力相每位置吸附分子吸附热常数与覆盖率( 无关。
Ⅲ被吸附固体表面相邻分子无作用力各晶格 位置上吸附与吸难易程与周围有无被吸分子无关 Ⅳ吸附和吸（脱附）呈动态平衡。
当吸附速率等吸速率从表观看气体不再被吸附或吸实际上两者仍不断地进行只是达到了吸附动态平衡。
朗缪尔吸附等温式推导 覆盖率θ任瞬固体表面被覆盖比率 V 覆盖率是 ( 平衡吸附量。
固体表面上具有吸附能力总晶格位置数（吸附位置数） 吸速率与固体表面上被覆盖吸附位置数即被吸附分子数成正比。
动态平衡,吸附速率与吸速率相等v 吸附 v 吸 若设 b吸附作用平衡常数(吸附系数)单位。
可得 朗缪尔吸附等温式 因所以有 朗缪尔吸附等温式还可写成以下形式 朗缪尔公式能较地描述类吸附等温线不压力围吸附特征 压强很低b , 压强很高b 则有 3 压强适吸附量与平衡压强呈曲线关系。
若已知每被吸附分子截面积 及饱和吸附量 可用下式计算吸附剂比表面积 0 液 固界面 接触角与杨氏方程 润湿是固体表面上气体被液体取代程。
定义当液滴固体表面上不完全展开气、液、 固三相会合液固界面张力（或界面切线）通液体与气液界面切线夹角( 称接触角。
——杨氏方程 润湿现象 定温和压强下润湿程可用润湿程Gbb函数改变量衡量。
Gbb函数降低越多越易润湿。
按润湿程深浅分类 （）沾湿（l g）气固气液界面消失形成液固界面程 若沾湿程发则 沾湿逆程要功称沾湿功。
它逆程所功浸湿功 （3）铺展（rg g）固体表面上动展开形成层薄膜程。
铺展前以液滴面积忽略不计对单位面积 铺展系数 铺展必要条件越铺展性能越 单位 将杨氏方程代入粘湿、浸湿、铺展三程(G 计算式。
ΔG＜0程方能进行由推出条件 显然沾湿程是任何液体与固体都可进行程。
3固体溶液吸附 吸附量 恒温恒压下测定吸附量与浓关系得吸附等温线。
K与验常数 影响固体从稀溶液吸附因素 吸附剂孔径、被吸附分子、温、吸附剂 吸附质 – 溶剂三者相对极性、吸附剂表面化学性质。
吸附选择性规律 极性吸附剂容易从非极性溶剂吸附极性物质； 非极性吸附剂容易从极性溶剂吸附非极性物质。
05 溶液表面 溶液表面张力 溶质使溶剂表面张力降低性质叫做表面活性。
表面惰性物质( 随 增加以近直线关系而缓慢升高。
(多数无机盐、非挥发性酸或碱及蔗糖、甘露醇等多羟基有机物。
） 表面活性物质( 随 增加逐渐降低(分子质量较低极性有机物如醇、醛、酯、胺及其衍生物水溶液） 表面活性剂( 很低急剧下降至定浓溶液表面张力随浓变化很。
(含长碳链羧酸盐、硫酸盐、磺酸盐、苯磺酸盐和季铵盐） 溶液表面吸附与吉布斯吸附公式 表面活性物质表面浓 ＞ 部浓 非表面活性物质表面浓 ＜ 部浓 吉布斯吸附公式 (溶质吸附量（表面剩量或表面超量）指溶液单位表面上与溶液部就等量溶剂相比溶质剩量其单位l·－。
3分子两相界面定向排列 验公式 （）当浓很k （）当浓足够k 每分子横截面积 表面活性剂及其应用 （） 表面活性剂结构特征既有亲水基团又有亲油基团具有两亲性质。
表面活性剂分类 （3） 如何选择合适表面活性剂 3种方法有效值、效率、LB值 （） 临界胶束浓 实验发现很少量表面活性剂加入能使溶液表面张力显著下降而当溶液浓增加到定值表面张力几乎不再变化。
这现象可以通表面活性剂溶液表面吸附并定向排列和溶液形成胶束得到释。
溶水达定浓其非极性部分会相结合形成聚集体使憎水基向里、亲水基向外这种多分子聚集体称胶束。
随着亲水基不和浓不形成胶束可呈现棒状、层状或球状等多种形状。
表面活性剂水溶液形成定形状胶束所低浓被称临界胶束浓通常以 表示。
实验表明临界胶束浓前不仅溶液表面张力有显著变化而且由水溶液粒子数目变动很导致溶液其他许多物理性质如电导率、渗透压、蒸气压、光学性质、污能力及可溶性等皆产生很差异即有突变。
体上有润湿作用、污、助磨作用乳化、破乳（消泡）作用 分散 、增溶作用匀染 、防锈作用、助渗透、杀菌等等应用广泛 l g 液滴气 液平衡线 正常气液 平衡线 Ⅰ 0 V 吸附等温线 相关热词 物理化学界面现象物理化学十界面