物理化学10-3界面现象ppt资料讲解.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,10.4 液-固表面,与固体吸附气体类似，固体表面由于力场的不对称，固体对液体也有吸附作用。,固体与液体接触后，系统吉布斯函数降低，液体取代固体表面的气体，而与固体接触，产生液-固表面。这个过程称为,润湿,。,1.接触角与杨氏方程：,定义：,当一液滴在固体表面上不完全展开时，在气,、液、固三相会合点，,液-固界面的水平线,与,气-液界面切线,之间,通过液体内部的,夹角,，称为,接触角,。,有三种界面张力，同时作用于,O,点处的液体分子上：,r,s,气-固界面张力，力图将液体拉往左方，减少气-固界面；,r,ls,液-固界面张力，力图将液体分子往右拉，以缩小液-固界面；,r,l,液体表面张力，力图将液体分子拉向液面切线方向，一缩小气-液界面。,r,l,r,ls,r,s,r,ls,r,s,r,l,接触角的两个例子：,O,O,r,ls,r,l,r,l s,r,s,-,O,若固体表面为光滑水平面，上述三种力处于平衡时，有以下关系：,该式即为杨氏方程（Young T.于1805年),2.润湿现象,润湿,是固体表面上的,气体,被,液体,取代的过程。,一定温度,和,压力下，润湿的程度可用润湿过程的Gibbs函数改变量来衡量。,Gibbs函数降低越多，越易润湿。,按,润湿,程度深浅分类：,（1）沾湿（ahhensional wetting）,（2）浸湿（immersional wetting）,（3）铺展（spreading wetting）,固,液,液,固,气,沾湿：,气-固，气-液,界面消失，形成,液-固,界面的过程。,对单位面积沾湿过程：,沾湿的逆过程需要的功，称为,沾湿功,。,若沾湿过程为自发，则：,它的逆过程所需的功为,浸湿功,对于单位面积：,浸湿：,气-固,界面完全被,液-固,界面取代的过程。,气,固,液,气,液,固,铺展：,少量液体在固体表面上自动展开，形成一层薄膜的过程。它实际上是以,液-固,界面取代,气-固,界面，同时又增加,气-液,界面的过程。,固,固,液,液,气,定义铺展系数为：,若少量液体在铺展前以液滴存在的面积可忽略不计对于单位面积,所以铺展必要条件为：,至此，只要知道三种界面张力值，问题似乎已能解决。,但实际上，并无测定,固-气,表面张力 及,液-固,表面张力,的可靠方法，所以，问题还要利用接触角的数据来解决。,刚看的页,首 页,上一页,下一页,结 束,将杨氏方程代入粘湿,、浸湿、铺展三过程的,G,计算式。,要是这些过程能进行，必定要：,因为任何液体在固体上的接触角总小于180,，所以,沾湿过程是任何液体与固体之间都可进行的过程,。,对于铺展，,一种情况是，扬氏方程成立：,=0，气-固界面被同样面,积的液-固界面，和气-液界面代替，所以，总吉布斯函变为,零，可以铺展；,另一种情况是，杨氏方程不成立，,此时无接触角可言，（cos,1）,例如水在玻璃上的接触角,cos,0，（或,90,)，须满足,l s,s,需要降低,l,s,。,1.下面对于气体在固体表面上的化学吸附的描述中，不正确的是（）。,A吸附作用力为范德华力,B为单分子层吸附,C吸附热与化学反应热相当,D吸附有选择性,2.兰格缪尔根据其所提出的理论，导出一等温吸附方程式，=,bp,/(1,bp,)，该吸附等温方程只能用于（）。,A化学吸附,B物理吸附,C单分子层吸附,D多分子层吸附,3 常用接触角来衡量液体能否润湿固体表面，那么，接触角是指（）。,A液体表面张力l-g与固体表面张力s-g的夹角,B液体表面张力l-g与固、液界面张力s-l夹角,C固体表面张力s-g与固、液界面张力s-l之间夹角,Ds-g、s-l及l-g这三者中任意两个之间的夹角,