表面化學(xué)與膠體例題課件

σ＞σ＞σ極性鍵＞σ非極性鍵,★與壓強(qiáng)有關(guān)★與溫度有關(guān)一般：溫度升高,σ↓；教材P544式（11-3）溫度升高到臨界溫度Tcσ→0★其它：分散度等★與接觸相的密度有關(guān)（見教材P543表11-2）一般：壓強(qiáng)升高,σ↓；見教材P544圖11-52.影響表面張力的因素★與物質(zhì)本性有關(guān)分子間的作用力越大，σ接觸相相同，σ固體＞σ液體σ=（GT,p-G’T,p）/As=Gs/AsGs：(比)表面過剩Gibbs自由能，表面過剩自由能恒T，p下的表面過程有：dGT,p=dGs=σdAs+Asdσ≤0體系中各相組成（ni）恒定，σ確定，則：dGs=

σdAs≤0，表面積減小為自動(dòng)過程；微物表面積不能改變時(shí)，dGs=

Asdσ

≤0，σ減小為自動(dòng)過程，吸附，潤濕等表面過程。自動(dòng)平衡自動(dòng)平衡平衡自動(dòng)提問：表面Gibbs自由能、比表面Gibbs自由能、表面張力三者的概念、單位是否相同？如何表示？

某立方體物質(zhì)1kg，總面積為0.54m2，表面自由能為0.9J。當(dāng)將其粉碎為邊長為10－8m的立方體時(shí)，其表面能為

。

σ=Gs’/A=0.9/0.54Nm-1A=0.54m2=6L2L=0.3mN=(0.3)3/(10-8)3=0.027×1024Aˊ=N×6×(10-8)2Gs’=Aˊ·σ=N×6×(10-8)2·0.9/0.54=Wˊ>0表面張力的數(shù)值與很多因素有關(guān)，但是它與:A.溫度無關(guān)B.另一相物質(zhì)無關(guān)C.表面積的大小無關(guān)D.組成無關(guān)接觸物質(zhì)密度差越大，表面張力越大；溫度越高，越??；壓力越大，表面張力越小。在給定的溫度及壓力下，把一定體積的水分散成許多小水滴，在這一變化中，水的總表面積和比表面都會(huì)增大，但表面張力保持不變，表面能變大。1、球形曲面的附加壓力計(jì)算公式為

。2、某溫度下肥皂溶液的表面張力為6×10－3N/m。若空氣中有一直徑為0.02m的球形肥皂泡，則泡內(nèi)的附加壓力為

。ps=2σ/rps=4σ/rσ：J·m-2=N·m·m-2=N·m-1

Pa=J·m-3=N·m-2

1、由于附加壓強(qiáng)的作用，不規(guī)則的液滴都會(huì)被規(guī)范成球狀。露珠呈球形2、兩塊干燥的玻璃板間放一滴水很難拉開，兩塊石蠟板間放一滴水很溶液拉開在水平放置的玻璃毛細(xì)管中分別加入少量的純水和汞。毛細(xì)管中液體兩端的液面分別呈何種形狀？如果分別在管外的右端液面處微微加熱，管中的液體將向哪一方向移動(dòng)？根據(jù)Kelvin公式，對(duì)于同一種液體物質(zhì)，其平液面、凹液面以及凸液面的飽和蒸氣壓的大小順序如何？★

凹液面，r＜0，則：pr=p凹＜p0，

且|r|越小，p凹越??；★

凸液面，r＞0，則：pr=p凸＞p0，▲微小物質(zhì)的熔點(diǎn)低（凸面）

微小物質(zhì)的飽和蒸氣壓＞大塊物質(zhì)飽和蒸氣壓

微小物質(zhì)化學(xué)勢大塊物質(zhì)化學(xué)勢＞，熔融時(shí)，則：＞微物熔融應(yīng)滿足：故熔點(diǎn)降低Tf（微?。糡f（大塊）

微小固體易溶，溶解吸熱，系統(tǒng)溫度下降，▲微小固體物質(zhì)的溶解度大溶解度：恒T﹑p下，溶質(zhì)在溶劑中達(dá)到溶解平衡時(shí)的（飽和）濃度。將開爾文公式與亨利定律結(jié)合，推導(dǎo)得：和若r2＜r1，則c2>c1，即：物質(zhì)顆粒越小，其溶解度越大；因?yàn)楣腆w顆粒的r＞0，所以微小物質(zhì)的溶解度(cr)大于正常條件下物質(zhì)的溶解度(c0)已知下列各物質(zhì)的沸點(diǎn)分別為：正戊烷：36.1℃；乙烷：–88.6℃；氮?dú)猓酣C195.8℃；氯氣：–34.6℃，在25℃用活性炭作吸附劑時(shí)，最易被吸附的氣體是

在下列氣體以活性炭作吸附劑時(shí)：乙烷；氮?dú)?；氯氣；氧氣。若其中氯氣最易被吸附，氮?dú)庾畈灰妆晃?，則說明

的沸點(diǎn)最低，的沸點(diǎn)最高。易揮發(fā)的氣體最不易被吸附。易液化的易被吸附。

防毒面具吸附毒氣而基本上不吸附氧氣，是因?yàn)橐话愣練舛家滓夯?，而氧氣難以液化。關(guān)于物理吸附與化學(xué)吸附，下列說法是否正確？物理吸附是分子間力起作用，化學(xué)吸附是化學(xué)鍵力起作用。物理吸附有選擇性，化學(xué)吸附無選擇性。物理吸附速率快，化學(xué)吸附速率慢。物理吸附不太牢固，易解吸；化學(xué)吸附較牢固，不易解吸。還有：吸附層，可逆性，吸附溫度的區(qū)別下列說法中是否正確？A.BET吸附等溫式只適用于單分子層吸附B.飽和溶液陳化，晶粒長大，是因?yàn)樾【Я５娜芙舛缺却缶Я５拇蟆.人工降雨時(shí)在大氣中撒入化學(xué)物質(zhì)的主要目的是促進(jìn)凝結(jié)中心形成。D.一定溫度下，凹形顆粒的半徑越小，其飽和蒸氣壓就越小E.當(dāng)油滴在水面上的鋪展系數(shù)小于零時(shí)，油滴可在水面上鋪展已知298K時(shí)，σ(H２O)＝72.10mN·m-1，σ（汞-H2O）＝37.0mN·m-1，σ（汞）=478mN·m-1。試判斷水能否在汞表面上鋪展開來?解：cosθ=[σ(汞)-σ(汞-水)]/σ(水)＞0說明水能在汞表面上展開。已知丁酸水溶液在19℃的表面張力與濃度的關(guān)系為σ=σ0–aln（1+bc），式中σ0、a、b均為常數(shù)，則溶液的表面吸附量Γ與溶液濃度c的關(guān)系為

。

1、在一盆清水的表面平行放兩根火柴棍。水面靜止后，在火柴棍間滴一滴肥皂水，兩棍間的距離是加大還是縮小？2、純水上的一紙船不會(huì)自動(dòng)航行。若在船尾靠水部分涂抹一點(diǎn)肥皂，再放入水中，情況又如何？三、膠體的基本性質(zhì)

1.動(dòng)力性質(zhì)：膠體粒子不規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)引起。（1）布朗運(yùn)動(dòng)：在分散介質(zhì)中處于不停的，無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。顆粒越小，溫度越高，越劇烈（2）擴(kuò)散：有濃度梯度時(shí)，物質(zhì)粒子因熱運(yùn)動(dòng)而發(fā)生宏觀上的定向遷移(高濃度→低濃度)。如一杯清水中放入一塊泥土，不攪拌，整杯水逐漸由下往上變渾濁。布朗運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散

濃度梯度越大，擴(kuò)散速率越快。膜內(nèi)膜外膜內(nèi)膜外R―(C1)0R―(C1)0Na+(C1)Na+(C2)Na+(C1+x)Na+(C2-x)Cl―(0)Cl―(C2)Cl―(x)Cl―(C2-x)

平衡前平衡后μN(yùn)aCl，內(nèi)=μN(yùn)aCl，外即：RTlnaNaCl，內(nèi)=RTlnaNaCl，外aNaCl，內(nèi)=aNaCl，外(）內(nèi)=（）外

（）內(nèi)=（）外利用此平衡條件，可以求算出平衡以后膜兩邊各種離子的濃度：

平衡時(shí)膜兩邊的NaCl濃度之比為：解：設(shè)達(dá)平衡時(shí)有xmol的NaCl由膜內(nèi)進(jìn)入膜外，則離子濃度分布為：膜內(nèi)膜外P+Cl－Na+Na+Cl－0.025（8×0.025+0.1）-x0.1-x0.1+x0.1+x

【（8×0.025+0.1）-x】×0.1-x=（0.1+x）×（0.1+x）

x=mol·dm-3滲透壓為Π=[0.025+（8×0.025+0.1）-x+0.1-x-(0.1+x+0.1+x)]×8.314×（273.15+27）=Pa下列說法中是否正確？A.溫度越高，膠粒越大，Brown運(yùn)動(dòng)越明顯P587B.分散相與分散介質(zhì)的密度差越大，膠體粒子越小，介質(zhì)粘度越大，沉降越快。P589C.根據(jù)高度分布定律，粒子濃度減少一半所需的高度越小，粒子沉降的趨勢越大P589D.根據(jù)高度分布定律，膠粒顆粒較大，密度較大，沉降越明顯，粒子濃度隨高度變化也大。P589E.ζ電勢的絕對(duì)值越大，擴(kuò)散層中的反號(hào)粒子越少P593F.膠粒的折射率與介質(zhì)的折射率相差越大，散射光越弱P591

A、B、D、E、F不對(duì)（1）晴天的天空是藍(lán)色，朝霞和落日的余暉多呈紅色光的波長越短，散射光越強(qiáng)，許多溶膠用白光照射時(shí)，從側(cè)面看到藍(lán)紫色（短波長）乳光。散射光主要是藍(lán)色、紫色，透過光為將短波長的光散射以后留下的長波長的光-紅色和橙色。（2）霧天行車用黃燈，危險(xiǎn)信號(hào)用紅燈

不易被散射，黃燈柔和

紅燈很遠(yuǎn)能看到區(qū)別溶膠與真溶液及懸浮液最簡單而靈敏的方法是：A.觀察丁達(dá)爾現(xiàn)象B.測定粒子布朗運(yùn)動(dòng)的平均位移C.測定ζ電勢D.超顯微鏡測定粒子大小溶膠是

不穩(wěn)定、

穩(wěn)定的分散體系。

懸浮于液體介質(zhì)中的固體微粒在外力作用下急速與介質(zhì)分離時(shí)，在液體表面層和底層之間產(chǎn)生電勢差的現(xiàn)象稱為電滲。錯(cuò)。外力場下，分散相發(fā)生沉降而產(chǎn)生的電勢差稱為沉降電勢。外加電場下，介質(zhì)的移動(dòng)現(xiàn)象稱為電滲。加入電解質(zhì)，電解質(zhì)中的：

反號(hào)離子進(jìn)入緊密層，分散層變薄，ζ電勢的絕對(duì)值變小，甚至降為0。同號(hào)離子進(jìn)入緊密層，分散層變厚，ζ電勢的絕對(duì)值增大。

ζ電勢越大，膠體越穩(wěn)定下列說法中是否正確？A.溫度越高，膠粒越大，Brown運(yùn)動(dòng)越明顯P587B.分散相與分散介質(zhì)的密度差越大，膠體粒子越小，介質(zhì)粘度越大，沉降越快。P589C.根據(jù)高度分布定律，粒子濃度減少一半所需的高度越小，粒子沉降的趨勢越大P589D.根據(jù)高度分布定律，膠粒顆粒較大，密度較大，沉降越明顯，粒子濃度隨高度變化也大。P589E.ζ電勢的絕對(duì)值越大，擴(kuò)散層中的反號(hào)粒子越少P593F.膠粒的折射率與介質(zhì)的折射率相差越大，散射光越弱P591

A、B、D、E、F不對(duì)例：AgI膠體KI+過量AgNO3:{[AgI]mnAg+,(n-x)NO3-]}x+

xNO3-AgNO3+過量KI:{[AgI]m

nI-,(n-x)K+}x-

xK+

{[Fe(OH)3]m

yFeO+

(y-z)Cl-}z+zCl-

分子團(tuán)

決定電勢離子

緊密層擴(kuò)散層

膠核

膠粒

膠團(tuán)對(duì)于將AgNO3溶液滴入KI溶液形成的溶膠，濃度相同的下列電解質(zhì)