大学物理化学经典课件6-4-界面现象

上一内容下一内容回主目录返回第六章界面现象界面现象雨后的荷叶(lotusflowerafterrain)上一内容下一内容回主目录返回6.4润湿现象润湿及其量度上一内容下一内容回主目录返回润湿定义•液体滴到固体上，有的容易铺展开，有的粘附在平面上成为平凸镜状，习惯上都称该固体能被液体润湿；前者－铺展润湿，后者－粘附润湿。•相反，有的不容易铺展开，称该固体不能被液体润湿。•能被液体润湿的固体称亲液性固体，如亲水的有---玻璃、石英；•不能被液体润湿的固体称疏液性固体，如疏水的有---石蜡、硫磺、叶子、石墨。上一内容下一内容回主目录返回润湿的量度：润湿角（接触角）θ在g、l、s三相交界处，g-l界面与l-s界面之间（包含液体）的夹角。润湿与不润湿决定于液、固本性。上一内容下一内容回主目录返回------杨氏(ThomasYong)方程sglslg三相平衡时：(2)lg(1)lgcoscoslssglssg上一内容下一内容回主目录返回•（1）润湿与否取决于σsg和σsl二者的相对大小；•（2）润湿程度大小取决于三个σ。使用条件：lgsgls上一内容下一内容回主目录返回讨论：•（1）润湿，θ900，ΔG0；•（2）不润湿，θ900，ΔG0。结论：二者均自发。前后GGGcoslglglslsYongT方程sglslg单位面积cos1lg上一内容下一内容回主目录返回润湿的应用例1炼钢生产中，Fe液与耐火材料之间的润湿性直接影响到炉衬寿命；例2在金属浇铸时，熔融金属对沙型的润湿性有一定的要求；上一内容下一内容回主目录返回6.5吸附现象上一内容下一内容回主目录返回上一内容下一内容回主目录返回6.5.1一般叙述•凡能使表面分子受力状况趋于均衡的物质，都有一种被表面分子吸引的自发趋势。能使其他物质向自身表面聚集的现象叫吸附。•习惯上把被吸附的物质叫吸附质；吸附其他物质的物质叫吸附剂。•被吸附的物质继续渗入到体相称吸收。（吸收和反应属体相效应，本章不讨论）上一内容下一内容回主目录返回吸附类型•吸附物质：固体吸附、溶液吸附；•吸附力：物理吸附、化学吸附。上一内容下一内容回主目录返回吸附量：表征吸附能力的大小•吸附平衡时，单位量吸附剂（g、kg、m2）吸附吸附质（g、mol、m3）的数量。Xm质剂上一内容下一内容回主目录返回6.5.2固-气吸附固体表面缺陷示意图上一内容下一内容回主目录返回生产生活中经常遇到：•活性炭吸附气体：防毒面具、冰箱除味剂；•钢铁材料吸附氢气：氢脆；•分子筛：气体分离、干燥等；•固体催化剂。上一内容下一内容回主目录返回例上一内容下一内容回主目录返回固-气吸附的一般规律2.气体性质与吸附的关系凡临界温度越高的气体越易被吸附。临界温度：气体能被液化的最高的温度脱附吸附1.存在着吸附平衡gg.M上一内容下一内容回主目录返回例：防毒面具工作原理气体SO2Cl2CO2COO2N2临界温度/℃15714431-140-119-147上一内容下一内容回主目录返回3.大多数情况下，吸附放热STGH4.T的影响0原因：气体分子聚集，像液化或：原因：（1）升温不利于放热反应（2）分子热运动加强T升高，减少。上一内容下一内容回主目录返回5.物理吸附与化学吸附明显不同物理吸附化学吸附吸附力范德华力剩余化学键吸附分子层多或单分子层单分子层选择性无明显吸附热小（2-4万Jmol-1）大(4-40万Jmol-1)吸附速度快(活化能小)慢上一内容下一内容回主目录返回6.吸附规律,,,,,,,,,fTpTfppfTpfT质剂常数，质剂，吸附等温线常数，质剂，吸附等压线常数，质剂，吸附等量线上一内容下一内容回主目录返回三种吸附曲线上一内容下一内容回主目录返回等温吸附规律几种吸附等温线