《物理化学》课程教学课件（PPT讲稿）第8章 表面现象与分散系统

表面张力 液体表面现象 气固吸附 溶液表面吸附 表面活性剂 的演象 可以原染 分散系统分类 光力学性质 电性质 聚沉和絮凝 溶胶制备

§8.1表面吉布斯函数与表面张力 一、 表面吉布斯函数（表面能） def 二、表面张力 三、影响表面张力的因素 四、表面自由能（巨大表面系统） 陀合】 2

、表面吉布斯函数 蒸气相 从图上可看出 液相内的分子所受作用力之合 力为零； 液相表面分子所受作用力之合 液相 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。此功称为“表面 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。 陀合4 3

在一定温度和压力下，对一定液体来说： 表面功：W=odA 若表面扩展过程可逆，则 δW,'=olA在(dGrw 又可表示为 陀合> 4

一、表面吉布斯函数 （表面能） a- aA)1. -表面吉布斯函数 单位：Jr2 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 起系统吉布斯函数的增量即为表面能。 ②单位表面积上的分子比相同数量的内部分子超额 的吉布斯函数。 o= G表.G内 A 5

二、表面张力 def G 单位：Nml aA T.P 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 单位长度切线的紧缩力。 例如： 肥皂膜 肥皂膜 铁圈 铁圈 棉线 棉线 a b 陀备4PP 6

三、影响表面张力的因素 1.σ是强度性质，与物质的种类及共存相的种类（性 质)、T、p等有关。 20°C H200 C6H60 CCL(D o/N-m-1 0.0728 0.0289 0.0269 o(H20-C6H6) 0.0326 (H2O-CCL) 0.045 于纯液体，若不特别指明，共存的另一相就 是指标准压力时的空气或饱和蒸气。 陀合D 7

2.温度影响： 一般情况下，T个，σ↓。因分子间引力减弱 说明： 固体表面分子与液体情况一样，但是固体的表 面能或表面张力目前不能准确的通过实验则量 ，一般比液体要大得多。 险合4P 8

四、表面能（巨大表面系统） 例1：20C,pe下，将1kg水分散成10m半径的小水 滴需做功多少？已知σ-0.0728Nm1,p=1000kg-m-3 解： W'=△A=(A2-A) 兰oA2=0×nX4πr2 而 1kg=n×(4/33×p) n=2.4×1023个 W’=3×10-3o/=218kJ 而218kJ的能量相当于1kg水升温50℃所需的能量。对 于1kg水(0.0485m2),表面能约为3.5×103J。对于整个 系统的自由能来说，可忽略不计。由此可见，当固体或 液体被高度分散时，表面能相当可观。 险合4 9

§8.2纯液体的表面现象 Surface phenomena of pure liquid 一、 弯曲液面的附加压力△p=2σ价 二、曲率对蒸气压的影响-Kelvin eq In P:_2Mo p RTrp 三、液体的润湿与铺展 四、毛细管现象 陀合>> 10