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文檔簡介
第七章外表化學
surfacechemistry第七章外表現(xiàn)象有許多現(xiàn)象與物質(zhì)的外表性質(zhì)有關,如液滴在不同固體外表有不同的形狀,活性炭能去除冰箱中的異味,藥物微?;稍黾悠淙芙舛?,選擇適宜的溶劑可增加皮膚吸收等。外表是兩相的分界面,有液-氣固-氣液-液固-液界面〔廣義外表〕外表性質(zhì)有時當外表積很大〔物質(zhì)分散度很大〕時才表現(xiàn)出來,分散度可用比外表來表示?;虮砻娴谄哒峦獗憩F(xiàn)象例體積為V的液體分散為半徑為r的液滴時比外表積多少?A=液滴數(shù)4r2
或第一節(jié)外表能、外表張力、外表熱力學一.外表能以l-g外表為例,液體外表分子與內(nèi)局部子受力情況不同內(nèi)部:分子作用力合力=0,移動時能量沒有變化
外表:分子作用力合力指向液體內(nèi)部,環(huán)境作功轉(zhuǎn)化為外表能外表積增加當把體相分子拉向表面時(T,p,n不變)一.外表能環(huán)境作功轉(zhuǎn)化為表面能表面積增加當把體相分子拉向表面時(T,p,n不變)外表能=Wr'=G〔G的物理意義〕A
為比外表能,簡稱Gibbs外表能G=A
物理意義:單位面積上,外表分子增加的Gibbs自由能〔外表分子多于體相分子的能〕,是體相分子變成外表分子時環(huán)境作的功。dxF二.外表張力l在l-g外表上,可以觀察到處處有使液面拉緊的力––––外表張力。如鐵環(huán)上有皂膜刺破假設使金屬框用F力拉動dx距離Wr'=Fdx
dG=2dA=2ldx
單位:Nm–1
演示二.外表張力σ物理意義:單位長度中,使液面拉緊的力。外表張力的方向:垂直于作用線,相切于液面。外表張力和外表能物理意義不同,但只是同一事物不同方式描述的結果。兩者數(shù)值相同,量綱也一致。Jm–2=Nmm–2=Nm–1
在不同場合,按理解方便原那么應用。dxFl若使金屬框用F力拉動dx距離Wr'=Fdx
dG=2dA=2ldx
單位:Nm–1
三.外表熱力學1.熱力學根本關系式對高度分散具有較大比外表積的多組分系統(tǒng),熱力學函數(shù)應包括4種變量。如:dG=–SdT+Vdp+BdnB+dA
還有其它函數(shù)dU,dH,dF也是。T,p,n不變時 dG=dA
2.外表張力溫度系數(shù)考慮溫度T的影響 dG=–SdT+dA
交叉偏導 稱之為表面張力溫度系數(shù)三.外表熱力學交叉偏導 3.外表積變化時,熱力學函數(shù)的計算(1)S:上式積分(2)可逆過程的熱Qr
Qr=TS
(3)G與可逆功Wr'G=A=Wr'(4)HH=G+TS
(Wr')(Qr)環(huán)境作功Wr'環(huán)境傳遞的熱Qr
可見表面積可逆擴大時,系統(tǒng)能量變化來自四.影響的因素外表張力〔外表能〕是分子間作用力在外表上的表達,影響作用力的因素有
(1)物質(zhì)本性:如液體極性>非極性,固體金屬>有機物
(2)相界面構成:相界面是兩相分子交融區(qū),界面在兩相之間。如水<
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