高等教育出版社：《物理化学》课程电子教案（PPT课件）第八章 表面现象与分散系统

第八章表面吉布斯函数表面现象与分散系统纯液体表面现象气-固吸附溶液的表面吸附普造态等数育十一 国求做城划雅材表面活性剂及作用分散系统的分类物理化学简明教程溶胶的光力学性质（第四版）溶胶的电性质服印不器英正带保州乐等装溶胶的聚沉絮凝溶胶的制备净化高分子溶液高养数育出版社高等教育出版社高等教育电子音像出版社

高等教育出版社 高等教育电子音像出版社 表面活性剂及作用 分散系统的分类 溶胶的光 力学性质 溶胶的电性质 溶液的表面吸附 纯液体表面现象 溶胶的聚沉絮凝 溶胶的制备净化 表面吉布斯函数 气-固吸附 高分子溶液

$ 8.1表面吉布斯函数与表面张力表面吉布斯函数表面张力影响表面张力的因素巨大表面系统的表面吉布斯函数2返回且录退出第八章表面现象与分散系统

第八章 表面现象与分散系统 返回目录 退出 2 §8.1 表面吉布斯函数与表面张力 表面吉布斯函数 表面张力 影响表面张力的因素 巨大表面系统的表面吉布斯函数

单组分密闭系统的基本公式为dG = -SdT + Vdp +SW.在定温定压条件下，可逆地扩展表面所做的功(dG)Tp= W= odA(表面功)(dG)Tp = odAaG表面吉布斯函数：0aA单位：J·m-2退出返回且录第八章表面现象与分散系统

第八章 表面现象与分散系统 返回目录 退出 3 单组分密闭系统的基本公式为： dG = -SdT + Vdp +Wr  在定温定压条件下，可逆地扩展表面所做的功： (dG)T,p = Wr  = dA(表面功) 表面吉布斯函数： (dG)T,p = dA A T P G σ ,          单位：Jm-2

o的物理意义:①从定义式看，定温定压下，可逆增加单位表面积引起系统自由能的增量即为比表面能从图上可看出蒸气相液相内的分子所受作用力之合力为零;液表面分子所受作用力之合力不液相为零，合力指向液相内部。若要扩大表面积，即将液相内部分子拉到表面上来，需克服向内的拉力而做功。做功后，表面功转化为表面分子的能量。所以表面分子比内部分子具有较高的能量。②单位表面积上的分子比相同数量的内部分子超额的吉布G表-G内斯自由能CA返回目录退出第八章表面现象与分散系统

第八章 表面现象与分散系统 返回目录 退出 4 的物理意义: 从图上可看出 液相内的分子所受作用力之合力 为零; 液表面分子所受作用力之合力不 为零,合力指向液相内部。 若要扩大表面积，即将液相内部分子拉到表面上来， 需克服向内的拉力而做功。做功后，表面功转化为表面分 子的能量。所以表面分子比内部分子具有较高的能量。 液相 蒸气相 ②单位表面积上的分子比相同数量的内部分子超额的吉布 斯自由能。 G -G σ A  表 内 ①从定义式看，定温定压下，可逆增加单位表面积引起 系统自由能的增量即为比表面能

表面张力单位：N.m-1物理意义：表面紧缩力。定义：在相表面的切面上，垂直作用于表面任意单位长度上的紧缩力。例如：见下图表面张力的大小和方向切线就在这圆锥面上f=2lo肥皂膜(平面)面）肥皂膜（平面）5返回且录退出第八章表面现象与分散系统

第八章 表面现象与分散系统 返回目录 退出 5 表面张力 单位：Nm-1 物理意义：表面紧缩力。 定义：在相表面的切面上，垂直作用于表面任意 单位长度上的紧缩力。 例如：见下图

影响表面张力的因素(1) （性质）物质的种类及共存相的种类20℃CC14(I)H,0(I)C.He(l)0.02890.02690.0728/(N·m-l)0.0326o(H,O- C,He)0.045o(H,O-CC14)6退出返回且录第八章表面现象与分散系统

第八章 表面现象与分散系统 返回目录 退出 6 影响表面张力的因素 (1) 物质的种类及共存相的种类（性质） 20℃ H2O(l) C6H6(l) CCl4(l) /(Nm-1) 0.0728 0.0289 0.0269 (H2O- C6H6) 0.0326 (H2O-CCl4) 0.045

表8.120℃时一些液体的表面张力o物质物质α /(N.m-l)α / (Nm-")水0.0728四氯化碳0.0269丙酮硝基苯0.04180.0237甲醇二硫化碳0.03350.0226苯乙醇0.02890.0223甲苯乙醚0.02840.0169返回且录退出第八章表面现象与分散系统

第八章 表面现象与分散系统 返回目录 退出 7 表8.1 20℃时一些液体的表面张力σ 物质 σ /(Nm-1) 物质 σ / (Nm-1) 水 0.0728 四氯化碳 0.0269 硝基苯 0.0418 丙酮 0.0237 二硫化碳 0.0335 甲醇 0.0226 苯 0.0289 乙醇 0.0223 甲苯 0.0284 乙醚 0.0169

表8.2 20℃时汞或水与一些物相接触的界面张力o第一相第二相第二相第一相α / (N.m-l)α/ (N·m-l)汞水汞蒸气水蒸气0.47160.0728汞水乙醇异戊烷0.36430.0496汞苯水苯0.36200.0326汞水水丁醇0.3750.001768返回且录退出第八章表面现象与分散系统

第八章 表面现象与分散系统 返回目录 退出 8 表8.2 20℃时汞或水与一些物相接触的界面张力σ 第一相 第二相 σ/ (Nm-1) 第一相 第二相 σ / (Nm-1) 汞 汞蒸气 0.4716 水 水蒸气 0.0728 汞 乙醇 0.3643 水 异戊烷 0.0496 汞 苯 0.3620 水 苯 0.0326 汞 水 0.375 水 丁醇 0.00176

(2)温度影响：一般情况下，T升高，因分子间引力减弱，α下降如常压下的纯液体：=-SasaGC7aGdgOTaTaT(OAaAaAT.PIA.T.P47T(% - (c%)即温度不变时表面积增大时值必然增大，所以ag<0，即T个，laTA.P返回且录退出第八章表面现象与分散系统

第八章 表面现象与分散系统 返回目录 退出 9 (2) 温度影响： 一般情况下，T 升高，因分子间引力减弱，下降。 如常压下的纯液体： T A, p         温度不变时表面积增大时熵值必然增大, 所以 A p A T p G T , ,                T p T A p G A , ,                A T p S ,           A p A T p S T , ,                   ，即T ，。 即 , 0 T A p         

表面热力学热力学基本公式：dG =-SdT+Vdp +odA(△G)Tp =JodAasdoMaxwell关系式：aAaTdg积分：dAASaTA.P根据定义式：△H=△G+T△S=△UdgΛH =dAadA-TaA.p0退出返回且录第八章表面现象与分散系统

第八章 表面现象与分散系统 返回目录 退出 10 表面热力学 A T p T A p S , ,                    , d A p S A T            热力学基本公式：dG = –SdT +Vdp +σdA (ΔG)T,p =∫σdA Maxwell关系式: 根据定义式: ΔH=ΔG +TΔS= ΔU 积分: , d d A p H A T A T               