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1、一、绪论1、表界面的定义及其种类。定义；表界面是由一个相过渡到另一个相的过渡区域。若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。种类:表界面通常有五类：气■液界面（衣面），气■固界面（表面），液■液界面，液■固界面,固■固界面。二、液体表面F1C=2L(2-1)单位为J/m2,1、表面张力定义及表面自由能定义是功的单位或答：表面张力是单位长度上的作用力，单位是N/m。表面张力也可以理解为系统增加单位面积时所需做的可逆坯能的单位。所以。也可以理解为表面口由能，简称表面能。g=(JW/〃A(2-4)表界而张力的热力学定
2、义为:山于经常在恒温、恒压下研究表面性能，故常用下式表示:由能量守恒定律，外界所消耗的功存储于表而，成为表而分了所具有的一种额外的势能，也称为表面能。广义表面口由能的定义：保持相应的特征变量不变，每增加单位表面积时，相应热力学函数的增值。狭义的表血自山能定义：保持温度、压力和组成不变，每增加单位表血积时，Gibbs口由能的增加值称为表而Gibbs口由能，或简称表面口由能或表而能，用符号。表示，单位为J•m-2。（1J•m-2=lN•m•m-2=lN•m-1）a=(cG/dA)pTn。的物理意义——（1）表面自
3、由能（2）表面张力由于分子在体相内部与界而上所处的坏境是不同的，产生了净吸力。阳净吸力会在界而各处产生一种张力。把作用于单位边界线上的这种力称为表而张力，用o表示.2、计算：A、例：20°C时汞的表面张力为4.85X10-1Jm'2,求在此温度及101.325kPa的压力下，将半径1mm的汞滴分散成半径105mm的微小汞滴，至少需要消耗多少功？解：o=4・85X10・lJm・2rl=lmm,「2=10—5mmW=J餉必二b(%-如］N=(R.4,「」=4叶叹)=1)■纟龙厂3二士兀『NB=4.85xl0-1J
4、,77-2x4x3.1416x(10'3m)2x(105-l)31321=6.09x10'JB、试求25°C,质虽m=lg的水形成一个球形水滴时的表面能E1。若将该水滴分散成直径2nm的微小水滴,其总表面能E2又是多少？（已知25°C时水的比表面自由焙Gs为72X10-3J*m-2）=4x3.1416x(6.2xl0~3m)2=4.83xl0^m2&=G"A]=bA]=(72xl()TJ•m—2)(4.83xl0_4M)=3.5x10_5J解：设lg水滴的体积为V,半径为N,表面积为A1,密度为P,则：P3r
5、=(绍％14%=(—?UUO•半—/=6.2x1054x3.1416x1x10'^•/??（2）若分散成r2=lnm的水滴N个437TK(、r23⑴丿3厶1二丿.a―让(6.2x10讪)'a"32=4x3.1416x=3x10nrlxIOSE2=aA2=(72x103J>m'2)(3xlO3m2)=215.9J3、Laplace方程表达式^p=a(l/ri+/r2)(2-18)就是Laplace方程，是表面化学的基本定律之一。注释：（1）若：rl=r2=r,则曲面为球面，回到（2-15）式；（2）若：rl
6、=r2=无穷大,则液面为平面，压差为0。4、表面张力的几种测定方法。（1）毛细管法（2）最大气泡压力法（3）滴重法（4）吊环法5、Kelvin公式及其计算(2-40)25°C时，水的饱和蒸气压为3.168kPa,求该温度下比表而积为106m2*kg-l时球形水滴的蒸气压（水在25°C时的表面张力为71.97X10-3N*m-l）.解：先求水滴半径:代入Kelvin公式:P2aV3,23=x4^r=——471rppr3pA(Q3kg^m3)(106m2•kg])3x109tn=3nmIn吒R"=2(71.97
7、x1O'J•『)(]gx1•mo「')(8.314J•/C-,)(298X：)(3xlO-9)=03486卫=1・417p=1.417x3.168xlO-5N>m-2=4.489kPa6、Gibbs吸附等温式（溶液的表面张力）表面张力随溶液组成的变化规律一般有-三种比较典型的类型1、表示单位而积上吸附溶质的过剩量，其单位是摩尔/cm2。它表示溶质的表面浓度和本体浓度Z差。如果为止，为止吸附，溶质的表面浓度大于本体浓度，即称为表面超量；若为负，则为负吸附，溶质的表面浓度小于本体浓度，叫做表面亏量。三、固体表面1
8、、比表面积定义:A.=A/IV(3-3)•lg某种固体，其密度为2.2g/cm3,把它粉碎成边长为1O'6cm的小立方体，求其总表而积。2、吸附等温线：吸附量可用单位质量吸附剂所吸附气体的量或体积来表示。3、Langmuir吸附等温式(3-10)HbpA、Langmuir吸附公式*b为吸附系数，Vm代表表而上吸满单分了层气体的吸附量，V代表压力为P时的实际吸附量。（1）低压或吸附很弱时,bp《1,则
