胶体与表面化学知识点整理.docx

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1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点第一章1. 胶体体系的重要特点之一是具有很大的表面积。通常规定胶体颗粒的大小为1-100nm(直径)2. 胶体是物质存在的一种特殊状态,而不是一种特殊物质,不是物质的本性。 胶体化学讨论对象是溶胶(也称憎液溶胶)和高分子溶液(也称亲液溶胶)。气溶胶:云雾,青烟、高空灰尘液溶胶:泡沫,乳状液,金溶胶、墨汁、牙膏固溶胶:泡沫塑料、沸石、冰淇淋,珍宝、水凝胶、红宝石、合金其次章一溶胶的制备与净化1. 溶胶制备的一般条件: (1)分散相在介质中的溶解度必需微小(2)必需有稳固剂存在2. 胶体的制

2、备方法:( 1)凝结法( 2)分散法二溶胶的运动性质1. 扩散:过程为自发过程dmdcDAdtdx ,此为 Fick第一扩散定律,式中dm/dt 表示单位时间通过截面A扩散的物质数量, D为扩散系数,单位为m2/s,D越大,质点的扩散才能越大RT可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结扩散系数 D 与质点在介质中运动时阻力系数f 之间的关系为: D阿伏加德罗常数。 R为气体常数)NAf( NA 为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结如颗粒为球形,阻力系数f =6r (式中,为介质的黏度, r 为质点的半径)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故 DRT NA1,

3、此式即为 Einstein第一扩散公式6r可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结浓度梯度越大,质点扩散越快。就质点而言,半径越小,扩散才能越强,扩散速度越快。2. 布朗运动:本质是分子的热运动现象:分子处于不停的无规章运动中由于布朗运动是无规章的, 因此就单个粒子而言, 它们向各方向运动的几率是相等的。 在浓度高的区域,单位体积的粒子较四周多,造成该区域“出多进少”,使浓度降低, 这就表现为扩散。 扩散是布朗运动的宏观表现,而布朗运动是扩散的微观基础Einstein认为,粒子的平均位移x 与粒子半径 r 、介质黏度、温度 T 和位移时可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结间

4、 t 之间的关系: xRTt12,此式常称为 Einstein-Brown位移方程。式可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结NA 3r中 x 是在观看时间t 内粒子沿 x 轴方向的平均位移。 r为胶粒的半径。为介质可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结的粘度。3. 沉降

5、NA 为阿伏加德罗常数。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结溶胶是高度分散体系,胶粒一方面受到重力吸引而下降,另一方面由于布朗运动促使浓度趋于均一。 当这两种效应相反的力相等时,粒子的分布达到平稳,粒子的浓度随高度不同有肯定的梯度,如下列图。这种平稳称为沉降平稳。三、溶胶的光学性质1. 光散射( 1)丁达尔效应:以一束强光射入溶胶后,在入射光的垂直方向可以看到一道光明的光带,被称为丁达尔效应光本质是电磁波, 当光波作用到介质中小于光波波长的粒子上时,粒子中的电子被迫振动(其振动频率与入射光波的频率相同), 成为二次波源,向各个方向发射电磁波,这就是散射光波也就是我们看到的散射光。丁

6、达尔效应可以认为是胶粒对光的散射作用的宏观表现。( 2) Rayleigh散射定律可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结24II 03cV 2c 2n24 n22n122n2为单位体积中质点数, v 为单个粒子的体积(其线性大小应远小于入射光波长) ,为入射光波长,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结n121、n2 分别为分散介质和分散相的折射率散射光强度与入射光波长的四次方成反比。入射光波长愈短, 散射愈显著。 所以可见光中,蓝、紫色光散射作用强。分散相与分散介质的折射率相差愈显著,就散射作用亦愈显著。如n1=n2 就无散射现象散射光强度与单位体积中的粒子数成正比。散射

7、光强度与粒子体积的平方成正比。在低分子溶液中, 散射光极弱, 因此利用丁道尔现象可以鉴别溶胶和真溶液。( 3)溶胶的颜色: 溶胶产生各种颜色的主要缘由是溶胶中的质点对可见光产生挑选性吸收如溶胶对可见光的各部分吸取很弱,且大致相同,就溶胶无色如溶胶能较强的挑选性吸取某一波长的光,就透过光该波长的光变弱, 就会出现该波长光的补色光质点对光的吸取主要取决于其化学结构每种分子都有其自己的特点吸取波长,如特点波长在可见光波长范畴内,就该物质显色四溶胶的电学性质和胶团结构1. 电动现象及其应用( 1)电泳:胶粒颗粒带电,在外电场的作用下,向正极移动,后来发觉,任何溶胶中的胶粒都有这样的现象,带负电的胶粒向

8、正极移动, 带负电的胶粒向负极移动,这种现象被称为电泳。( 2)电渗析:水在外加电场的作用下,通过黏土颗粒间的毛细通道向负极移动的现象称为电渗析。( 3)沉降电位,在无外加电场作用下,如使分散相粒子在分散介质中快速沉降时,使底层与表面层的粒子浓度悬殊,从而产生电势差,这就是沉降电势。这种现象是电泳的逆过程。贮油罐中的油内常会有水滴, 水滴的沉降会形成很高的电势差, 有时会引发事故。通常在油中加入有机电解质,增加介质电导,降低沉降电势。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 18 页 - - - - - - - -

9、 - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点( 4)流淌电位如用压力将液体挤过毛细管网或由粉末压成的多孔塞,就在毛细管网或多孔塞的两端会产生电位差, 此之谓流淌电位, 此现象为电渗析的逆过程。在用泵输送原油或易燃化工原料时, 要使管道接的或加入油溶性电解质, 增加介质电导,防止流淌电势可能引发的事故。2. 质点表面的电荷的来源( 1)电离:对于可能发生电离的大分子的溶胶而言,就胶粒带电主要是其本身发生电离引起的。蛋白质分子,当它的羧基或胺基在水中解离时,整个大分子就带负电或正电荷。 当介质的

10、 pH 较低时,蛋白质分子带正电,pH 较高时,就带负电荷。当蛋白质分子所带的净电荷为零时,这时介质的pH称为蛋白质的等电点。在等电点时蛋白质分子的移动已不受电场影响,它不稳固且易发生凝结。( 2)离子吸附:凡经化学反应用凝结法制得溶胶,其电荷亦来源于离子吸附。-胶粒在形成过程中, 胶核优先吸附某种离子, 使胶粒带电, 如在 AgI 溶胶的制备过程中,假如 AgNO3 过量,就胶核优先吸附 Ag+离子,使胶粒带正电。假如 KI 过量,就优先吸附 I 离子,胶粒带负电。能和组成质点的离子形成不溶物的离子,最易被质点表面吸附, 这个规章通常被称为 Fajans 规章。( 3)晶格取代:黏土晶格中的

11、铝离子往往有一部分被钙离子或镁离子取代,从而使黏土带负电, 为维护电中性, 必定要吸附某些正离子, 这些离子又因水化而离开表面,形成双电层。( 4)非水介质中质点带电的缘由:当两种不同的物质接触时,相对介电常数D较大的一相带正电,另一相带负电。三、胶团结构胶核、吸附层、胶粒、扩散层、胶团胶核吸附离子是有挑选性的, 第一吸附与胶核中相同的某种离子,用同离子效应使胶核不易溶解, 如无相同离子,就第一吸附水化才能较弱的负离子,所以自然界中的胶粒大多带负电,如泥浆水、豆浆等都是负溶胶。胶粒 =胶核 + 被吸附离子 +紧密层反离子胶团 =胶粒 +扩散层反离子+ x +当 KI 过量做稳固剂, AgIm

12、nI n-x K xK当 AgNon过量作稳固剂, AgImnAg+ n-x NO x+x NO333五胶体的稳固性(一) . 溶胶的稳固性与 DLVO理论1. (1)热力学上为不稳固体系:胶体体系是多相分散体系,有庞大的界面能。(2)动力学上的稳固体系:溶胶粒子较小,布朗运动猛烈,因此在重力场中不易沉降,即具有动力学稳固性。(3)聚结稳固性:由于胶团双电层结构的存在,胶粒都带有相同的电荷,相互排斥,故不易聚沉。这是溶胶稳固存在的最重要缘由(4)水化膜:在胶团的双电层中反离子都是水化的,因此在胶粒外有一层水化膜,它阻挡了胶粒的相互碰撞而导致胶粒结合变大。2. DLVO 理论:溶胶在肯定条件下是

13、稳固存在仍是聚沉,取决于粒子间的相互吸引力和静电斥力。如斥力大于吸引力就溶胶稳固,反之就不稳固。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点1质点间的范德华吸引能胶粒之间的相互作用可看作是分子作用的加和VAr如两个球形粒子体积相等a12HH:两球表面之间的最短距离r :胶粒半径A:Hamaker常数 (与物质有关 10-19 10-

14、20 J可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结在介质中,AA质点A介质 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2( 2)双电层的排斥能64n kT2ze 0e2 kT1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2对球形粒子Vr00expH 0zee02 kT1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结n0 :单位体积粒子数:介电常数0: 粒子表面电势:离子氛半径的倒数r :粒子半径H :离子之间的最近距离溶胶稳固理论胶粒之间有相互吸引的能量Va 和相互排斥的能量 Vr,总作用能为 Va+Vr。如下列图:当粒子相距较

15、大时,主要为吸力,总势能为 负值。当靠近到肯定距离,双电层重叠,排 斥力起主要作用,势能上升。要使粒子聚结必需克服这个势垒。3. 影响溶胶稳固性的因素( 1)外加电解质的影响。这影响最大,主要影响胶粒的带电情形,使电位下降,促使胶粒聚结。( 2)浓度的影响。浓度增加,粒子碰撞机会增多。( 3)温度的影响。温度上升,粒子碰撞机会增多,碰撞强度增加。( 4)胶体体系的相互作用。带不同电荷的胶粒互吸而聚沉。(二)溶胶的聚沉可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料

16、 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点聚沉值:使肯定量的溶胶在肯定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度。从已知的表值可见,对同一溶胶,外加电解质的离子价数越低,其聚沉值越大。聚沉才能:是聚沉值的倒数。聚沉值越大的电解质,聚沉才能越小。反之,聚沉值越小的电解质,其聚沉才能越强。1. 电解质的聚沉作用: 质对溶胶稳固性的影响不仅取决于其浓度,仍与离子价有关。在离子浓度相同时,离子价越高,聚沉才能越大,聚沉值越小。聚沉才能主要打算于胶粒带相反电荷的离子的价数。聚沉值与异电性离子价数的六次方成反比,这就是 Sch

17、ulze-Hardy规章。 2带相反电荷的离子就是价数相同,其聚沉才能也有差异。相同价数离子的聚沉才能不同:胶粒带负电的溶胶, 一价阳离子硝酸盐的聚沉能+力次序为: H CsRbNH4 KNaLi Li半径最小,水化才能最强,水化半径最大,故聚成才能最小。带正电的胶粒,一价阴离子的钾盐的聚沉才能次序为:3F- Cl- Br- NO- I - SCN-,种次序称为感胶离子序(lyotropic series。3. 有机化合物的离子都有很强的聚沉才能,这可能与其具有强吸附才能有关。4与胶体带相反电荷的离子相同时,就另一同性离子的价数也会影响聚沉值, 价数愈高,聚沉才能愈低。这可能与这些同性离子的吸

18、附作用有关5. 溶胶的相互聚沉 : 将两种电性不同的溶胶混合,可以发生相互聚沉作用。但仅在这两种溶胶的数量达到某一比例时才发生完全聚沉,否就可能不发生聚沉或聚沉不完全。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结一、概述第三章可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1. 全部新形成的都含有大量的液体(液体含量通常在95%以上)所含液体为水的凝胶称为水凝胶,全部水凝胶外表相像, 呈半固体状, 无流淌性。肯定浓度的溶胶或大分子化合物的真溶液在放置过程中自动形成凝胶的过程称为胶凝。在新形成的水凝胶中,不仅分散相(搭成网结)是连续相,分散介质(水也是连续相),这是凝胶的主要特点。2. 凝胶

19、的分类( 1)弹性凝胶:由柔性的线性大分子物质形成的凝胶。这类凝胶的干胶在水中加热溶解后, 在冷却过程中便胶凝成凝胶。 此凝胶经脱水干燥又成干胶, 并可如此反复下去, 说明这一过程是完全可逆的, 故又称为可逆凝胶。( 2)非弹性凝胶:由刚性质点溶胶所形成的凝胶。在吸取或脱除溶剂后刚性凝胶的骨架基本不变,所以体积也无明显变化这类凝胶脱水干燥再置水中加热一般不形成原先的凝胶,更不能形成产生此凝胶的溶胶,因此,此类凝胶也称为不行逆凝胶。二凝胶的形成1. 凝胶形成的条件:( 1)降低溶解度,使被分散相的物质从溶液中以“胶体分散状态”析出。( 2)析出的质点既不沉降也不能自由行动,而是构成骨架,在整个溶

20、液中形成连续的网状结构。2. 凝胶形成的方法( 1)转变温度,降低温度,质点因碰撞相互连结而形成凝胶。( 2)加入非溶剂,在 CaAc 2 的饱和水溶液中加入酒精中,制成凝胶。( 3)加入盐类在亲水性较大和粒子外形不对称的溶胶中,加入适量的电解质可可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点形成凝胶。( 4)化学反应,利用化学反应生

21、成不溶物时,假如条件合适也可以形成凝胶。不溶物形成凝胶的条件是 (1)在产生不溶物的同时生成大量的小晶体。2 晶粒的外形以不对称的为好,这样有利于形成骨架。三凝胶的结构1. 结构分类( 1)球形质点相互联结,由质点联成的链排成三维的网架( 2)棒状或片状质点搭成的网架( 3)线性大分子构成的凝胶,在骨架中一部分分子链有序排列构成微晶区( 4)线性大分子因化学交联而形成凝胶2. 凝胶结构间的区分主要表现在质点的外形、质点的刚性或柔性和质点之间联结的特殊方式。( 1)质点的外形:质点外形对形成凝胶所需的最低浓度值有明显的影响。外形越不对称,所需的浓度越低。( 2)质点的刚性或柔性:柔性大分子通常形

22、成弹性凝胶,而刚性质点形成非弹性凝胶,这两类凝胶的很多性质都不一样。( 3)网状结构中质点联结的性质靠质点间的分子吸引力形成的结构,这类结构不稳固, 往往具有触变性, 在外里作用下结构遭到破坏,静置后又可复原。靠氢键形成结构,主要是蛋白质,结构较前类坚固些,比较稳固。靠化学键形成网状结构, 这类结构特别稳固。 这类凝胶在吸取液体后只能发生有限膨胀,加热后也不会变成无限膨胀。四胶凝作用及其影响因素1. 溶胶凝胶转变是的现象转变温度:无恒定的转变温度,往往与冷却快慢有关。且凝点(胶凝的温度)常比熔点(液化温度)低热效应:大分子溶液形成凝胶经经常放热光学效应:溶胶转变为凝胶时,丁达尔效应增强,这是由

23、于质点增大,水化程度减弱。流淌性质: 溶胶转变为凝胶后流流淌性质变化很大,溶胶失去流淌性, 凝胶获得了弹性、屈服值等。电导: 溶胶胶凝后, 体系的电导无明显变化, 这说明凝胶中离子的迁移率未受到阻碍,从而说明水凝胶中必定含有连通的毛细管空间系统,其中布满这分散介质。溶胶中的质点表面如具有亲水集团,就胶凝后其表面人具有亲水性。2. 影响胶凝作用的因素(一)明胶溶液溶液浓度:浓度越大,胶凝速度越快。温度 : 温度上升,分子热运动加剧,不利于形成结构,故使胶凝速度减慢。电解质:盐类对明胶胶凝的影响主要是阴离子的作用:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结SO2-可编辑资料 - - - 欢迎

24、下载精品名师归纳总结4 C4H4O6 Ac ClNO3 ClO3 Br ISCN可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Cl - 以前的离子能加速胶凝,从Cl - 开头及以后的能减慢胶凝,而I - 和 SCN- 能阻挡胶凝(他们有胶溶的才能)(二)硅胶可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页,共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点浓度:在肯定温度和PH下,硅溶

25、胶 SiO2 浓度大,胶凝快,反之,胶凝慢,小于浓度 1%时,就难胶凝。温度:温度对胶凝时间的影响与硅溶胶的PH值有关。酸性硅溶胶随温度的上升胶凝速度加快,碱性硅溶胶常与此相反,温度上升,胶凝减慢。电解质:电解质存在对溶胶的稳固性不利, 因此在浓硅溶胶的制备中必需除盐, 否就将结成硅凝胶。水溶性有机物:与溶胶的PH有关,在酸性介质中,这些水溶性有机物能减慢胶凝。在碱性介质中,均加快胶凝。在中性介质中,影响很小。 PH值, PH值对硅溶胶的胶凝时间影响最大。溶胶PH值在 7 邻近时胶凝最快,而显著的酸性或碱性范畴内胶凝时间大为延长。五. 凝胶的性质1. 触变作用: 振动时,网状结构受到破坏, 线

26、状粒子相互离散, 系统显现流淌性。静置时,线状粒子又重新交联形成网状结构。摇动(发生触变作用)凝胶溶胶静止(发生胶凝作用)2. 离浆作用:溶胶胶凝后,在放置过程中,凝胶的性质仍在不断的变化,这种现 象称为老化。 离浆现象是水凝胶在基本上不转变原先外形的情形下,分别出所包含的一部分液体, 使构成凝胶网络的颗粒相互收缩靠近,排列得更加有序。 脱水收缩后,凝胶体积虽变小,但仍能保持最初的几何外形。3. 膨胀作用: 凝胶在液体或蒸气中吸取液体和蒸气时,使自身质量, 体积增加的作用,弹性凝胶的特性。( 1)形成溶剂化层。溶剂分子很快的进入凝胶,与溶剂形成溶剂化层。( 2)液体的渗透和吸取,液体需要长时间

27、渗透到凝胶内部,这时凝胶表现出很大的压力,成为膨胀压。凝胶对液体的吸取是有挑选性的,琼脂和白明胶只在水和甘油中膨胀。橡胶只在有机液体中膨胀。4. 吸附作用: 非弹性凝胶的干胶表面积较大,有较强的吸附才能。 而弹性凝胶的干燥几乎无吸附才能。5. 凝胶中的扩散作用: 低浓度凝胶中, 低分子物质的扩散速度与纯液体的扩散速度无差别。高浓度凝胶中,物质扩散速度慢。6. 凝胶骨架间隙的大小对大分子有筛分作用,这是凝胶色谱法的基本原理。 很多半透膜(如火棉胶膜、醋酸纤维膜等)都是凝胶或干凝胶,这些膜对某些物质的渗析作用就是利用了凝胶骨架间隙大小的筛分作用。第四章一表面张力和表面能M(一)abcf1. 净吸力

28、:表面的某个分子受力如下列图:ed液体内部分子所受的力可以彼此抵销,但表面分子受到体相分子的拉力大,受到气相分子的拉力小 (由于气相密度低) ,所以表面分子受到被拉入体相的作用力。故 M受到一个垂直于液体表面、指向液体内部的合吸力,通常称为“净吸力”。所以任何表面都有自发缩小的倾向。2. 表面张力: 当球形液滴被拉成扁平后 (假设体积 V 不变),液滴表面积 S 变大, 这就意味着液体内部的某些分子被拉到表面并铺于表面上,因而使表面积变大。当内部分子被拉到表面上时,同样要受到向下的净吸力,这说明, 在把液体内部可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - -

29、- - - - - -第 7 页,共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点分子搬到液体表面时, 需要克服内部分子的吸引力而消耗功。因此表面张力可定义为增加单位面积所消耗的功。=- W可/dA, 单位 N/m分子间力可以引起净吸力, 而净吸力因其表面张力。 表面张力永久和液体表面相切,而和净吸力相互垂直。(二)影响表面张力的因素1. 物质的本性,表面张力源于净吸力, 而净吸力取决于分子间的引力和分子结构, 因此,表面张力于物质本性有关。 常压下,

30、20时水的表面张力高达72.75mN/m, 而非极性分子的正己烷在同温下其表面张力只有18.4mN/m,水银有极大的内聚 力,故在室温下全部液体中表面张力最高的物质(Hg=485mN/m)2. 相界面性质:通常所说的某种液体的表面张力是指该液体与含有本身蒸气的空气相接触时的测量值。两个液相之间的界面张力是两液体已相互饱和(尽管互溶度可能很小) 时,两液体的表面张力之差即 1,2 = 1 2, 这就是 Antonoff法就3. 温度:温度上升时一般液体的表面张力都降低。由于温度上升时物质膨胀, 分子间距增大,故吸引力减弱,降低。4. 压力:可见表面张力随压力增大而减小,但压力转变不大时, 压力对

31、液体表面张力的影响很小。(三)测定液体表面张力的方法1. 毛细管上升法2.环法3.气泡最大压力法二弯曲界面的一些现象1. 附加压力2. 曲界面两侧压力差与曲率半径的关系 P=2/R(推导见书本)( 1)液滴越小,液滴内外压差越大,凸液面下方液相的压力大于液面上方气相的压力。( 2)如液面是凹液面(即R 为负),此时凹液面下方液相的压力小于液面上方的气相的压力。( 3)如液面是平的(即R 为)压差为 0.对于气相中的气泡,气泡的内外压差为P=4/R对于任意曲面, 就曲面的主曲率半径为R1 和 R2,就两侧压差为 P=( 1/R1+1/R2)3. 毛细管上升和下降现象如液体能很好的润湿毛细管壁,就

32、毛细管内的液面呈凹面,由于凹液面下方液相的压力比同样高度具有平面的液体中的压力低, 因此液体被压入毛细管内使液柱上升, 知道液柱的静压 gh 为液体的密度 与曲界面两侧压力差 P 相等时即达到平稳。 P=2 /R=gh,所以 h=2/ gR( R 为曲率半径) 如 R和毛细管半径 r 之间的关系为 R=r/cos 为润湿角 ,故 h=2cos / gr 。如液体不能润湿管壁, 就毛细管内的液面呈凸面。 因凸液面下方页面的压力比同高度具有平面的液体中的压力高,亦即比液面上方气象压力可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页

33、,共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点大,所以管内液柱反而下降,下降的深度h 也与 P 成正比,且同样听从今式。四弯曲液面上的饱和蒸气压( Pr/Po ) =2液- 气 M/RTr (式中 Po 为平面液体的饱和蒸气压,Pr 为弯曲界面的饱和蒸气压,)此式为 Kelvin公式,液珠的蒸汽压大于平面液体的蒸汽压,并且液珠半径越小,蒸汽压越大。对于凸面,r 取正值 r 越小,液滴的蒸汽压越高,或小颗粒的溶解度越大。 ,对于凹面, r取负值 r越

34、小,水蒸汽气泡中的蒸汽压越低。现象: 1. 人工降雨2. 毛细管凝结现象3. 工业上加工(如牛奶加工成奶粉) ,实行“喷雾干燥”法原理三润湿和铺展1. 润湿现象和润湿角( 1)润湿现象可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结WaGl/sg/lg/s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Wa 为黏附功, Wa 越大,体系越稳固,液 - 固界面结合越坚固或者说此液体极易在此固体上黏附,G 0 是液体润湿固体的条件。( 2)润湿角g/sl/sg/l cos,此式为杨氏方程或润湿方程Gg/l cos1 ,越小, -G 越大,润湿程度越好,当=0 时, -G 最大,此时完全润湿,当=1

35、80 时, -G 最小,“完全不润湿”。把 =90 作为分界线, 90 时不能润湿。2. 铺展可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Sg/sl/sl/g ,式中 S 为铺展系数,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结当 S0是液体可以在固体表面自动铺展,S 越大,铺展才能越大。当然也表示该液可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 9 页,共 18 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - -

36、 -名师整理精华学问点判据体在固体表面的润湿才能强。3. 浸润热Gl/sg/s或Wi=g/sl/s ,G 0 是液体浸润固体的条件。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4. 判据粘附功 Wal(/gcoso+1)180可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结浸润功 Wil/g cos90oo可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结铺展系数 Sl/g cos10铺展是润湿的最高标准,凡能铺展,必能浸润,更能粘附四固体表面的吸附作用根本缘由: 任何表面都有自发降低表面能的倾向,由于固体表面难于收缩, 所以只能靠降低界面张力的方法来降低表面能,这就是固体表面产生吸附作用的

37、根本 缘由。(一)固体表面的特点( 1)固体表面分子(原子)移动困难( 2)固体表面是不匀称的( 3)固体表面组成不同于体相内部(二)吸附作用和吸附热人们把活性炭、 硅胶等比表面积相当大的物质称为吸附剂,把被吸附剂所吸附的物质称为吸附质。物理吸附和化学吸附的区分物理吸附化学吸附吸附力范德华力化学键挑选性无有吸附热近于液化热、相变热近于反应热吸附速度快,易平稳,不需要活化能较慢,难平稳,常需要活化能吸附层单或多分子层单分子层可逆性可逆不行逆在气体吸附中, 由于吸附是放热的, 所以无论是物理吸附仍是化学吸附,吸附量均随温度的上升而降低。五. 吸附等温方程式可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归

38、纳总结1.Freundlich吸附等温式:VKp1/ n 或 lg Vlg K1lg pn可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结V 为吸附体积。 K 为常数,与温度、吸附剂种类、采纳的单位有关。n 为常数,和吸附体系的性质有关。以 lgVa-lgp作图,得始终线,由直线的斜率和截距可求出n 和 k。此式的特点是没有饱和吸附值,可广泛应用于物理吸附和化学吸附,也可用于溶液 吸 附 。 2.Langmuir吸附等温式单分子吸附理论可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 10 页,共 18 页 - - - - - - -

39、 - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师整理精华学问点( 1)三个假设:气体分子碰在已被固体表面吸附的气体分子是弹性碰撞,只有遇到空白的固体表面时才被吸附,即是单分子层吸附。被吸附的气体分子从固体表面跃回气相的或然率不受四周气体分子的影响,即不考虑气体分子的相互碰撞。固体吸附剂表面是匀称的,即表面各吸附位置的能量相同设表面上有 S 个吸附位置, S1 个已经吸附, S0=S-S1个空白位置,令 =S1/S 为掩盖度,代表单位时间内碰撞在单位表面上的分子数,a 代表碰撞分子中被吸附的分数, 因只有

40、1- 部分是空白的, 故依据假设 1 得吸附速度 a1- ,据假设 2 和 3 单位时间单位面积上脱附的分子数只与成正比,故脱附速度为a可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结(为比例常数)。故得 a1- = ,得,又1aP2mKT 1/2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结得bP1bP,其中 ba12mKT1/2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结如以 Vm表示每克吸附剂表面上掩盖单分子层的吸附量(也叫饱和吸附量) V 表示吸附平稳压力为P 时的吸附量(均以标准状态下的体积表示)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结故 =V/Vm,故 Langmuir 公式可写为 VVmbP或 11+11可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结六固 - 气界面吸附的影响因素1bPVVmVmb P可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1. 温度:无论物理吸附仍是化学吸附,温度上升时吸附量削减2. 压力:无论吸附是物理吸附仍是化学吸附,压力增加,吸附量增加,吸附速率也随压力的增大而增大。3. 吸附剂和吸附质性质( 1)极性吸附剂易于吸附极性吸附质( 2)非极性吸附

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