您好、欢迎来到现金彩票网!
当前位置:PC蛋蛋 > 最优凸分解 >

第八章表面化学分解ppt

发布时间:2019-07-10 10:33 来源:未知 编辑:admin

  1.本站不保证该用户上传的文档完整性,不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。

  同理:可推导对凹液面和小气泡 凹液面(小气泡) p* pr 1、液面是凸形(如小液滴) ,prp*,即凸液面上的饱和蒸汽压大于平面上的饱和蒸汽压。 2、液面是凹形(如小气泡) prp*,即凹液面上的饱和蒸汽压小于平面上的饱和蒸汽压。 3、开尔文方程同样适用于微小晶体的溶解度。 讨论 1.过饱和蒸气(g?l) 2.过热液体(l?g) 3.过冷液体(l?s) 4.过饱和溶液 二、微小晶体溶解度 三、亚稳状态 和新相生成 p t小 t 普 1.过饱和蒸气(g?l) p t小 t 普 g l C 恒压冷却,当到C点时普通液体已饱和,但是微小液滴没饱和,称过饱和状态。 2.过热液体(l?g) p附=?p p外=101.325kPa p静=?gh p=p外+p静+p附=1.1673?104kPa 例:100℃,101.325kPa的纯水中,在离液面h=0.02m的深处若产生一个半径=10 -8m的小气泡,需克服的压力? 3.过冷液体(l?s) 4.过饱和溶液 g l s D’ D t’ t p 应该结晶而没有结晶的液体称过冷液体。 由于微小晶体有较大的溶解度,溶液达饱和时,微小晶体没有饱和,称过饱和液体。 §8-5 固体表面上的吸附作用 1.吸附剂:具有吸附能力的物质。 2.吸附质:被吸附的物质。 3.固体吸附:在一定条件下,一种物质的分子、原子或离子自动的附着在某种固体(或液体)表面的现象。 g-s,l-s,g-l,l-l 吸附 一、吸附定义 教材 P164 1.物理吸附:靠范德华力产生的吸附。 2.化学吸附:靠化学键力产生的吸附。 3.两类吸附的特点:(见下页) 二、固体吸附分类及特点 物理吸附和化学吸附的特点 物理吸附: 化学吸附: 作用力 范德华力 化学键力 作用力强弱 弱 强 选择性 无 有 吸附热 相当于相变热 相当于化学反应热 (一般?H0) (小) (大) 脱附 易 难 达吸附平衡速度 快 慢 吸附层 单层或多层 单层 §8-6 等温吸附 1.平衡吸附量(简称吸附量) 单位质量(或单位体积)的吸附剂吸附物质的量 na=n/m, 或Va=V/m, 一般情况:Va=f(T,p) m—吸附剂质量, n—吸附达平衡时被吸附气体的物质的量, V—吸附达平衡时被吸附气体的在标准状况下的体积。 一、平衡吸附量 3.吸附等温线 恒温下: Va与T的关系曲线 Va =f(p) *吸附等量线:吸附量一定p与T的关系曲线.吸附等压线 恒压下 : Va与T的关系曲线 Va =f(T) Va p T1 T2 T3 T3T2T1 Va T p3 p2 p1 p1p2p3 p T Va1 Va2 Va3 Va1 Va2 Va3 温度一定时: 低压下: 吸附量与压力成正比红线; 中压下: 吸附量与压力成曲线绿线; 压力到达一定程度: 吸附量达饱和蓝线 Va= Vam 。 二、吸附等温线一般图形 Va k、n是经验常数 n为0--1之间的常数 lgVa/[V]—lgp/[P]成直线 三、等温吸附经验式 1、弗仑德利希方程 Va p ln Va lnp 四、单分子层吸附(兰格缪尔吸附) ?单分子层吸附; ?固体表面是均匀的; ?被吸附的分子间无作用力; ?吸附平衡是动态平衡。 1.基本假设: Langmuir方程推导 ?:表面覆盖率 b=k吸/k脱:吸附系数 ?= Va/Vam =已被吸附质覆盖的固体表面积/固体总表面积 讨论 2、压力很低时:Va=bVamp 压力很高时:Va=Vam 3、比表面积: ? p 1、 1/ Va~1/p线/p *五、多分子层吸附:BET公式(自学) 讨论 1、Va(单)=1/(截距+斜率); 2、c=1/[Va(单)·截距]; 3、BET公式适用条件:相对压力p/p*=0.05~0.15。 §8-7 溶液表面的吸附 能显著降低溶液表面张力的物质称为表面活性物质。 能使表面张力增加的物质称为表面惰性物质。 一、溶液表面吸附现象 1、溶液吸附: 在任意两相之间的界面层中,某种物质的浓度自动发生变化的现象。 2、表面过剩量 s s ? ? ? ?和?相中溶质的物质量n?和n?分别为: n?=V? C? n? =V? C? n?=n0-(n?+ n? ) 表面过剩量为: 相界面面积 若?为气相: n? ??n? 正吸附: 加入溶质后表面张力降低d? 0,溶质从溶液本体自动富集于表面的现象。 负吸附: 加入溶质后表面张力升高d ? 0,溶质从表面自动进入溶液本体现象。 表面张力 浓度 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ、无机盐类,如:NaCl,H2SO4,KOH,蔗糖、甘油等; Ⅱ、低脂肪酸、醇、醛等有机物的水溶液; Ⅲ、RX:R:10个以上C的烷基,X:-OH,-COOH, -CN,-CONH2,-COOR’,-SO-3,-NH+3,-COO- 3、吸附作用 正吸附:d ? /dC<0,?>0 负吸附:d ? /dC>0,?<0 无吸附:d ? /dC=0,?=0 二、吉布斯吸附公式 ?表面吸附量:单位表面层所含物质的量与本体 所含物质的量的差值。 一般符合兰格缪尔单分子层吸附。 三、吸附等温线 式中: K为经验常数,与溶质的表面活性有关; ?∞溶质单分子层吸附时的饱和吸附量。 ?∞ 浓度 吸附量 四、测溶液的表面张力计算表面活性剂分子 的截面积 1、测不同浓度溶液的表面张力?~c; 2、作曲线的斜率d ?/dc; 3、根据吉布斯吸附公式 计算出? ~c; 4、根据兰格缪尔吸附等温式计算出单分子层 饱和吸附量?∞; 5、表面活性剂分子的截面积am=1/(?∞·L)。 *§8-8表面活性物质(自学) 一、表面活性物质分类: 1、离子型表面活性物质 阴离子表面活性物质,如:肥皂 阳离子表面活性物质,如:胺盐 两性表面活性物质,如:氨基酸型 2、非离子型表面活性物质,如:聚乙二醇类 - + + - + - 二、表面活性物质在吸附层的定向排列 一些长碳氢链有机化合物的实验结果表明:许多不同化合物分子的截面积皆为0.205nm2。 三、临界胶束浓度(cmc) 形成一定形状的胶束所需要表面活性剂的最低浓度 表面活性剂溶液的性质 0 cmc c 去污能力 电导率 增溶作用 渗透压 表面张力 摩尔电导率 表面活性剂溶液的性质与浓度关系示意图 离子型表面活性剂的cmc一般约在1~10mmol/dm3 四、HLB法(亲水亲油平衡) HLB值愈大,表面活性物质亲水性愈强。HLB值在2~6之间适合作油包水型乳化剂, HLB值在12~18之间适合作水包油型乳化剂。 洗涤剂和增溶剂 五、表面活性剂的应用 1、去污作用 2、助磨作用 3、增溶、分散、润湿、除静电、发泡、均染、防锈、 杀菌等。 第八章 界面现象 Surface Chemistry 本章基本要求 §8-0基本概念及术语 §8-1表面张力 §8-2润湿现象 §8-3弯曲液面的附加压力和毛细现象 §8-4亚稳状态和新相生成 §8-5固体表面上的吸附作用 §8-6等温吸附 §8-7溶液表面的吸附 *§8-8表面活性物质(自学) 本章小结与学习指导 目 录 §8-0 基本概念及术语 产生的原因: 物质表面分子与内部分子受力不同。 1.表面现象 surface phenomena 在相界面上发生的物理化学现象都称为表面现象 2.分散度 degree of dispersion 物质的分散度越高其表面积就越大,分散度一般用比表面积表示。 界面:任意两相的接触面。(interface) 表面:物质与真空、本身的饱和蒸气或含饱和蒸 气的空气之间的接触面。(surface) (有时两者混用。)。 比表面积 specific surface area 每单位体积的物质所具有的表面积。用AS表示: AS=A/V 3.界面与表面 interface /surface 相界面的特殊性质 液体内部分子之间相互作用力相互抵销; 表面层分子相互作用力与体相不同。 对于高度分散的物质,具有较大的比表面积,可产生较特殊的表面性质。 例 把边长为1cm3的物质逐渐分割成小立方体时的比表面积增加情况 边长(cm) 立方体数 比表面积(cm2/cm3) 1 1 6 10-1 103 6?10 10-2 106 6?102 10-3 109 6?103 10-4 1012 6?104 10-5 1015 6?105 §8-1 表面张力、比表面功及比表面吉布斯函数 surface tension 、specific surface work and specific surface Gibbs function 在等温等压组成一定时,可逆增加物质的表面积需要对系统作非体积功。 ----表面功。 1、比表面功、 比表面功吉布斯函数 specific surface work and specific surface Gibbs function 气 液 表面功 ? dAS 表面功= ? dAS 在恒温恒压下: dG=?W’r = ? dAS ----比表面吉布斯函数 单位:J/m2 热力学基本方程式 dU=TdS-pdV+??BdnB+ ? dAS dH=TdS+Vdp+??BdnB+ ? dAS dA=-SdT-pdV+??BdnB+ ? dAs dG=-SdT+Vdp+??BdnB+ ? dAS 沿液体表面,垂直作用于单位 长度上的紧缩力,用? 表示。 2、表面张力 surface tension ?x F l A=2·l · ?x W可’=F · ?x= ? A= ? · 2·l ?x F= ? · 2·l ------表面张力 表面张力的方向 direction of surface tension (a) 细线 皂液 金属环 平液面:表面张力的方向总是平行于液面。 弯曲液面:表面张力的方向总是在弯曲液面上, 与液面相切。 (b) 1.表面张力与物质本身的性质有关; (分子之间相互作用力越大,表面张力越大) 2.表面张力与接触物质的性质有关; (纯水? =72.57?10-3N/m ) (水-苯? =35.0?10-3N/m ) 3.表面张力与温度、压力、分子运动速度 、分 散度等有关。(T升高,分子间力减小,表面张力 降低,临界状态,气液相界面消失,表面张力为 零。) 二、影响表面张力的因素: §8-2 润湿现象 润湿:是指固体(或液体)表面上的气体被液体 物质取代的过程。即用固-液 取代固-气 面(或用液—液取代液—气面)。 一、定义 教材 P175 1.沾湿(attach) :液体与固体接触。 二、润湿分类 液 g-l 固 s-g 固 液 s-l ?Ga= ? s-l-(? s-g+ ? g-l)= Wa’(attach) 2.浸湿(infiltrate) :固体浸入液体中。 液 固 s-g 液 固 s-l ?Gi= ? s-l- ? s-g= Wi’(infiltrate) 3.铺展(spresd) :少量的液体在固体表面自动展开,形成层很薄的膜。 (令?=-?Gs= ? s-g- ? s-l- ? g-l)称为铺展系数。?越大铺展性越好。自发过程要求? ?0,当?0时只能沾湿不能铺展。 ?Gs= ? s-l- ? s-g+ ? g-l g l s a b -?Ga= ? s-g - ? s-l + ? g-l (attach) -?Gi= ? s-g- ? s-l (infiltrate) -?Gs= ? s-g- ? s-l - ? g-l (spresd) (attach) (infiltrate) (spresd) 最难进行 最易进行 1.润湿角? g-l与? s-l之间的夹角,用?表示。 2.润湿角及扬氏方程 三、润湿角及扬氏方程 wetting angle and yang equation ? ? g-l ? s-g ? s-l ? s-g= ? s-l+ ? g-lcos? ? ? s-g ? s-l ? g-l ? s-g= ? s-l+ ? g-lcos? 讨论: ? 900 为能润湿 ? →00 为完全润湿 ? 900 为不能润湿 ? →1800 为完全不润湿 -----杨氏方程 §8-3弯曲液面的附加压力和毛细现象 additional pressure and capillary phenomenon 一、弯曲液面的附加压力 additional pressure of curved liquid surface 汞 玻璃管 水 玻璃管 mercury water 教材 P156 定义: ?p = p凹(内) –p凸(外) ?p:称为附加压力 (正值) 液 气 pl ?p pg 对液泡: ?p=pg – pl pg ?p pl 液 气 对液滴:?p=pl – pg ? ? ? ?p pl pg r 二、拉普拉斯方程: Laplace equation 凸液面球半圆处 ? ? ?p pl pg r r ? ? 凸液面球缺处 1、附加压力与表面张力成正比,与曲率半径成反比。 2、对凸液面:?p=pl-pg=2 ? /r 指向液体; 3、对凹液面:?p=pg-pl=2 ? /r 指向气体; 4、对水平面 r→? ?p=0 ; 5、对肥皂泡因其有两个气液界面,故 ?p=4 ? /r 。 ?p=2 ? /r r:是曲率半径 讨论 思考 如下图所示:当打开活塞B时,将出现什么实验现象? A B C 1、大泡变大,小泡变小; 2、小泡变大,大泡变小; 3、两泡变成一样大。 润湿角?、毛细管半径r’和 曲率半径r之间的关系为: 三、毛细现象: 若液体可润湿毛细管,则将该毛细管插入液体中,液体沿毛细管上升液面呈凹形。 h=2 ? cos?/(r’?g) cos ? =r’/r h ? ? r r’ 讨论 1、当? 900时,液体不润湿,cos?0,h为负值; 2、当? 900时,液体润湿,cos?0,h为正值。 压入空气 毛细管 液体 小气泡 p大气 p最大 h 最大泡压法测定液体表面张力 p 内 = p大气 + p最大 p 外 = p 大气 + ?gh ?p = p 内 - p 外 = p最大- ?gh=2? /r §8-4 亚稳状态和新相生成 一、微小液滴的饱和蒸气压——开尔文方程 液体平面 g ,p* 液体平面 l ,p* 半径为r的小液滴 g ,pr= p*+?p 半径为r的小液滴 l ,p*+?p ?G2 ?G1 ?Gb ?G3 平面液体在T,p一定时,有一定的饱和蒸汽压,微小液滴的饱和蒸汽压除T、p外,还与液滴的半径有关。 ?G2= ?G1 +?Gb +?G3 教材 P161 ?G1=?G3=0 ,?Gb=?G2 ?G2=RTln(pr/p*) ?Gb=Vm ? p= Vm 2 ? /r ( Vm =M/?) ?Gb= 2 ? M/ ?r 由此可导出: 凸液面(小液滴) prp* ?G2= ?G1 +?Gb +?G3 -----开尔文方程

  “原创力文档”前称为“文档投稿赚钱网”,本网站为“文档C2C交易模式”,即用户上传的文档直接卖给(下载)用户,本站只是中间服务平台,本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有【成交的100%(原创)】

http://cairowatch.com/zuiyoutufenjie/99.html
锟斤拷锟斤拷锟斤拷QQ微锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷锟斤拷微锟斤拷
关于我们|联系我们|版权声明|网站地图|
Copyright © 2002-2019 现金彩票 版权所有