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1、第七章表面现象（胶体化学（界面现象））（Chapter7Surfacephenomena）(ColloidChemistry(Interfacephenomena))ξ7—0胶体化学概述1、胶体:具有高度分散的多相体系(颗粒大小为10-6—10-9m)。前述主要为溶液体系内部变化,未涉及表面化学现象,今讨论之。 2、胶体分类浊分散相分散介质名称实例气泡沫肥皂泡沫液液乳状液牛奶固悬浮体，溶液胶泥浆，金溶胶气浮石，泡沫玻璃液固固溶胶珍珠，某些矿石固某些合金气液气气溶胶雾固烟（1）按分散相和分散介质的聚集状态分类类型分散相粒子半径分散相性质举例低分子分散物系<10-9m原
2、子离子,小分子均相，热力学稳定物系，扩散快，能透过半透膜，形成真溶液NaCI、蔗糖的水溶液，混合气体等高分子化合物溶液10-9～10-7m高(大)分子均相，热力学稳定物系，扩散慢，不能透过半透膜，形成真溶液聚乙烯醇水溶液胶体分散物系(溶胶)10-9～10-7m胶粒(原子或分子的聚集体)多相，热力学不稳定物系，扩散慢，不能透过半透膜，形成胶体金溶胶，Fe(OH)3溶胶粗分散物系>10-7m粗颗粒多相，热力学不稳定物系，扩散慢或不扩散，不能透过半透膜及滤纸，形成悬浮液或乳状液混浊泥水，牛奶，豆浆（2）按分散相的分散度分类3、胶体四大特征：（同溶液相比较）①聚结不稳定性（
3、热不稳自发聚沉）②多相不均匀性（一相分散于另一相，有相界面）③高分散性（颗粒大小及胶团量不相同）④结构组成不确定性（受添加剂或添加物影响）（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（Surfacephenomenon）：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,s-s,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
4、过热，蒸气过饱和，吸附作用等统称界面现象(Interfacephenomenon)。ξ7—1表面张力(Surfacetension)1、分散度与比表面（1）分散度：物质的粉碎程度,分散度越大,颗粒越细,越多,表面积越大,分散度与表面积关系用比表面表示。（2）比表面（Specificsurfacearea,用AS表示）(So)：物质总表面积A（m2）与该物质总体积V（m3）的比值。2、表面能及表面张力(surfacefreeenergyandsurfacetension)(1)表面能（界面自由能或表面自由焓） 在定T、P、n（组成）时，可逆扩展表面(A)dA㎡时对物系
5、所做的最大表面功,叫表面能,用dG或△G表示：(2)比表面能及表面张力,其中(2)式中比例系数单位为J/㎡(erg/cm2),比表面能定义为：定T、P、n时增加体系单位表面引起表面自由焓的增量。表面张力定义为：沿着与表面(球面)相切(或(表面(平面)相平行)的方向垂直作用于表面上单位长度的表面收缩力）。3、影响表面张力因素：T、P、液态物质本性、接界物质本性等，一般情况：T↑σ↓，P↑σ↓。ξ7—2润湿现象（Wettingphenomenon）1、润湿：凡是液滴在固体表面上铺展成一薄层时叫润湿,否则为不不润湿。用润湿（接触）角θ或润湿热来衡量。2、润湿角与杨氏方程(
6、1)润湿角(θ):固液界面水平线与过三相点O的气液界面的切线间夹角θ叫润湿角。如右图(2)杨氏方程:当水滴在固体表面铺展平衡时呈一定形状讨论：①当θ=0°即分子=分母时，完全润湿（cosθ=1）②当θ<90°即分子<分母时,1>cosθ>0能润湿（不完全润湿）③当θ>90°即分子小于0时，不润湿（液滴呈球形）④当θ≥180°时，完全不润湿。ξ7—3弯曲液面的附加压力与毛细现象2、Laplaceformula(拉普拉斯公式)即3、毛细管现象(Capillaryphenomenon)(简称毛细现象,为△P的应用之一)：当毛细管插入润湿性液体水中时，管内液面呈凹面,△P背
7、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。ξ7—4亚稳状态与新相生成1、蒸气压与表面曲率关系—开尔文方程（Kelvin’sequations）(1)公式：Pr、Po为液滴为曲面或平面的饱和蒸气压,单位为Pa,σ为液体表面张力N/m,M为液体摩尔质量㎏/mol,ρ为液体密度㎏/m3，r为球形液滴半径或曲率半径m，T为绝对温度K，R为8.314J/K·mol，θ为润湿角，r´为毛细管半径m。(2)讨
