《林化表面化学》PPT课件

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1、2021/9/17界面化学界面化学研究涉及领域★农业★生物学与医学★日用品的生产与使用★轻工业★环境科学★分析化学★材料★海洋科学★天文与气象学★油田开发界面化学与其他学科的联系界面化学生命科学（生物膜及膜模拟化学）能源科学（三次采油、煤的液化、化学电源）材料科学（超细材料、材料的表面改型）信息科学（LB膜，微电子器件）一些涉及界面化学的实例分析化学中的吸附指示剂、色谱等；物理化学中的成核作用、过饱和、液晶等；生物化学和分子生物学中的电泳、膜现象蛋白质和核酸等；化学制造中的催化剂、洗涤剂、润滑剂、粘合剂、农药；环境科学中的气溶胶、泡沫、污水处理；材料科学中陶瓷制品、水泥、涂料等；日用品中

2、的牛奶、豆浆等；石油工业中的油品回收、乳化。与界面现象相关的几个问题为什么自然界中液滴、气泡总是球形的？为什么与液滴相比气泡容易破裂？毛细现象为什么会产生？天空为什么会下雨？人工降雨依据什么原理？向高空抛撒粉剂为什么能人工降雨？为什么会产生液体过热现象？蒸馏过程为什么在体系中加入沸石？原理是什么？水在干净的玻璃上能铺展，水银在玻璃上却形成液滴？为什么？怎样让水在玻璃上成滴？活性碳为什么可以做防毒面具或冰箱除臭剂？为什么在参观面粉厂时,不能穿带铁钉鞋?土壤为什么能将水份保存起来?旱季为何要锄地？沙漠地带水为何容易蒸发?如何抑制木制家具和油画为什么会自动裂损?鸭子为什么会浮在水中?洗衣粉为什

3、么有去污作用?明矾为什么能净水肥皂为什么能去污？什么是表面活性剂？选择性的加入一些表面活性剂，为什么起到净化水质的作用？为什么利用矿物浮选可得到高品位的矿?怎样除烟去尘?2021/9/17第八章表面化学8.1表面张力与表面Gibbs自由能（掌握概念）8.2弯曲液面的特性掌握弯曲液面的特性及拉普拉斯方程、开尔文方程的应用8.3吸附现象1.溶液的表面吸附；2气固界面吸附；3液固界面吸附8.4润湿作用了解液体对固体表面的润湿作用；理解杨氏方程8.5表面活性剂了解表面活性物质的结构特点及其应用；了解HLB值，了解表面膜、胶束；表面和界面界面现象的本质比表面分散度与比表面表面功表面自由能表面张力影

4、响表面张力的因素8.1表面张力与表面Gibbs自由能表面和界面(surfaceandinterface)界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间的界面，但习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的表面。表面和界面(surfaceandinterface)常见的界面有：1.气-液界面表面和界面(surfaceandinterface)2.气-固界面表面和界面(surfaceandinterface)3.液-液界面表面和界面(surf

5、aceandinterface)4.液-固界面表面和界面(surfaceandinterface)5.固-固界面界面现象的本质最简单的例子是液体及其蒸气组成的表面。液体内部分子所受的力可以彼此抵销，但表面分子受到体相分子的拉力大，受到气相分子的拉力小（因为气相密度低），所以表面分子受到被拉入体相的作用力。这种作用力使表面有自动收缩到最小的趋势，并使表面层显示出一些独特性质，如表面张力、表面吸附、毛细现象、过饱和状态等。比表面（specificsurfacearea）比表面通常用来表示物质分散的程度，有两种常用的表示方法：一种是单位质量的固体所具有的表面积；另一种是单位体积固体所具有的表面

6、积。即：式中，m和V分别为固体的质量和体积，A为其表面积。目前常用的测定表面积的方法有BET法和色谱法。分散度与比表面把物质分散成细小微粒的程度称为分散度。把一定大小的物质分割得越小，则分散度越高，比表面也越大。例如，把边长为1cm的立方体1cm3逐渐分割成小立方体时，比表面增长情况列于下表：边长l/m立方体数比表面Av/（m2/m3）1×10-216×1021×10-31036×1031×10-51096×1051×10-710156×1071×10-910216×109分散度与比表面从表上可以看出，当将边长为10-2m的立方体分割成10-9m的小立方体时，比表面增长了一千万倍。边长l

7、/m立方体数比表面Av/（m2/m3）1×10-216×1021×10-31036×1031×10-51096×1051×10-710156×1071×10-910216×109可见达到nm级的超细微粒具有巨大的比表面积，因而具有许多独特的表面效应，成为新材料和多相催化方面的研究热点。表面张力（surfacetension）(a)(b)m1m2表面张力示意图从力学角度考虑，表面层分子因受到来自体相分子的引力，液体表面有自动收缩能力。