2022年工科化学12章1-2精选完整版

1、2022/7/291第十二章界面现象和胶体分散系统第十二章界面现象和胶体分散系统本章要求本章要求1.掌握表面张力及比表面吉布斯函数的概念。2.理解杨氏方程、拉普拉斯方程和开尔文方程及其应用。3.掌握固体表面吸附的类型；理解掌握兰格谬尔吸附等温式的推导及应用。4.掌握溶液表面的吸附现象和吉布斯吸附公式；了解表面活性剂的概念及其简单应用。5.了解分散系统的分类及制备方法、胶体化学的研究对象及其特点。6.了解胶体的光学、动力及电性质；理解溶胶的扩散双电层理论。7.了解憎液胶团的结构和DLVO理论。8.了解乳状液的类型、稳定性及简单应用。作者作者:眼猿眼猿(笔名笔名)文档编码文档编码:CWGKAUITEHEFAZLHAIZ1075821049这是第这是第1页页第十二章界面现象和胶体分散系统本章要求第十二章界面现象和胶体分散系统本章要求1.掌握表面张力及比表面吉布斯函数的概念。掌握表面张力及比表面吉布斯函数的概念。2.理解杨氏方程、拉普拉斯方程和开尔文方程及其应用。理解杨氏方程、拉普拉斯方程和开尔文方程及其应用。3.掌握固体表面吸附的类型；理解掌握兰格谬尔吸附等温式的推导及应用。掌握固体表面吸附

2、的类型；理解掌握兰格谬尔吸附等温式的推导及应用。4.掌握溶液表面的吸附现象和吉布斯吸附公式；了解表面活性剂的概念及其简单应用。掌握溶液表面的吸附现象和吉布斯吸附公式；了解表面活性剂的概念及其简单应用。5.了解分散系统的分类及制备方法、胶体化学的研究对象及其特点。了解分散系统的分类及制备方法、胶体化学的研究对象及其特点。6.了解胶体的光学、动力及电性质；理解溶胶的扩散双电层理论。了解胶体的光学、动力及电性质；理解溶胶的扩散双电层理论。7.了解憎液胶团的结构和了解憎液胶团的结构和DLVO理论。理论。8.了解乳状液的类型、稳定性及简单应用。了解乳状液的类型、稳定性及简单应用。2022/7/292第一节前言第一节前言一、界面现象和胶体分散系统的研究对象一、界面现象和胶体分散系统的研究对象界面化学界面化学(interfacechemistry)或表面化学表面化学(surfacechemistry)研究任意两相界面上发生的物理化学过程的科学界面包括液-气、固-气、液-液、固-液以及固-固等多种界面。由于历史的习惯，常将各种不同的界面统称为表面表面指物体与真空或自身饱和蒸气或含饱和蒸气的空气之间的界

3、面胶体化学胶体化学(colloidchemistry)胶体化学是一门研究胶体分散系统和粗分散系统的科学作者作者:眼猿眼猿(笔名笔名)文档编码文档编码:CWGKAUITEHEFAZLHAIZ1075821049这是第这是第2页页第一节前言一、界面现象和胶体分散系统的研究对象第一节前言一、界面现象和胶体分散系统的研究对象界面化学界面化学(interfacechemistry)或表面化学或表面化学(surfacechemistry)研究任意两相界面上发生的物理化学过程的科学研究任意两相界面上发生的物理化学过程的科学界面包括液界面包括液-气、固气、固-气、液气、液-液、固液、固-液以及固液以及固-固等多种界面。由于历史的习惯，常将各种不同的界面统称为表面固等多种界面。由于历史的习惯，常将各种不同的界面统称为表面表面指物体与真空或自身饱和蒸气或含饱和蒸气的空气之间的界面表面指物体与真空或自身饱和蒸气或含饱和蒸气的空气之间的界面胶体化学胶体化学(colloidchemistry)胶体化学是一门研究胶体分散系统和粗分散系统的科学胶体化学是一门研究胶体分散系统和粗分散系统的科学2022/7/293界面

4、化学与胶体化学的应用界面化学与胶体化学的应用1油、煤田开发钻井液，微乳液与三次采油原油脱水与破乳2农业土壤离子交换、农药的乳化与分散3生物学与医学生物流变学、血液学、电泳、各种凝胶4日用品的生产与使用洗涤剂、化妆品、乳制品、食品5轻工业造纸、纺织、印染、油漆、涂料、颜料、粘合剂6环境科学气溶胶、烟雾、人工降雨、污水处理7分析化学离子交换、胶束增溶、浊度8材料超细粉材料纳米材料、合金、液晶9海洋科学元素吸附提取、污染油膜的处理、海水淡化膜10.地质选矿浮选，矿石富集11.其他吸附剂制备、测试和使用；催化；含能材料：乳化炸药作者作者:眼猿眼猿(笔名笔名)文档编码文档编码:CWGKAUITEHEFAZLHAIZ1075821049这是第这是第3页页界面化学与胶体化学的应用界面化学与胶体化学的应用1油、煤田开发钻井液，微乳液与三次采油原油脱水与破乳油、煤田开发钻井液，微乳液与三次采油原油脱水与破乳2农业土壤离子交换、农药的乳化与分散农业土壤离子交换、农药的乳化与分散3生物学与医学生物流变学、血液学、电泳、各种凝胶生物学与医学生物流变学、血液学、电泳、各种凝胶4日用品的生产与使用洗涤剂、化妆品、

5、乳制品、食品日用品的生产与使用洗涤剂、化妆品、乳制品、食品5轻工业造纸、纺织、印染、油漆、涂料、颜料、粘合剂轻工业造纸、纺织、印染、油漆、涂料、颜料、粘合剂6环境科学气溶胶、烟雾、人工降雨、污水处理环境科学气溶胶、烟雾、人工降雨、污水处理7分析化学离子交换、胶束增溶、浊度分析化学离子交换、胶束增溶、浊度8材料超细粉材料材料超细粉材料纳米材料、合金、液晶纳米材料、合金、液晶9海洋科学元素吸附提取、污染油膜的处理、海水淡化膜海洋科学元素吸附提取、污染油膜的处理、海水淡化膜10.地质选矿浮选，矿石富集地质选矿浮选，矿石富集11.其他吸附剂制备、测试和使用；催化；含能材料：乳化炸药其他吸附剂制备、测试和使用；催化；含能材料：乳化炸药2022/7/294二、比表面二、比表面(specificsurface)定义定义单位体积(质量)的物质具有的表面积。是度量分散程度（即分散度）大小的物理量As=A/V或Aw=A/W说明说明式中，A代表体积为V、或质量为W的物质具有的表面积As的单位为m-1；Aw的单位为m2kg-1表12.1示例的意义分散度愈大，总的表面积就愈大。高度分散的系统，往往产生明显的表面

6、效应作者作者:眼猿眼猿(笔名笔名)文档编码文档编码:CWGKAUITEHEFAZLHAIZ1075821049这是第这是第4页页二、比表面二、比表面(specificsurface)定义单位体积定义单位体积(质量质量)的物质具有的表面积。是度量分散程度（即分散度）大小的物理量的物质具有的表面积。是度量分散程度（即分散度）大小的物理量As=A/V或或Aw=A/W说明说明式中，式中，A代表体积为代表体积为V、或质量为、或质量为W的物质具有的表面积的物质具有的表面积As的单位为的单位为m-1；Aw的单位为的单位为m2kg-1表表12.1示例的意义分散度愈大，总的表面积就愈大。高度分散的系统，往往产生明显的表面效应示例的意义分散度愈大，总的表面积就愈大。高度分散的系统，往往产生明显的表面效应2022/7/295立方体边长L/m粒子数总表面积A/m2比表面As/m-110-210-310-410-510-610-710-810-911031061091012101510181021610-4610-3610-2610-161006101610261036102610361046105610661

7、0761086109作者作者:眼猿眼猿(笔名笔名)文档编码文档编码:CWGKAUITEHEFAZLHAIZ1075821049这是第这是第5页页2022/7/296三、分散系统及其分类三、分散系统及其分类定义定义一种或几种物质以一定程度分散在另一种物质中形成的系统称分散系统(dispersionsystem)。以粒状分散的不连续相称分散相（dispersionphase），连续相称分散介质（dispersionmedium）分类分类按分散相粒子在某一最大线度方向的大小分为三类分子分散系统包括高分子溶液，是热力学稳定的均相系统胶体分散系统及粗分散系统。特点：多相、高度分散、热力学不稳定系统按分散相和分散介质的聚集状态分类分为八类作者作者:眼猿眼猿(笔名笔名)文档编码文档编码:CWGKAUITEHEFAZLHAIZ1075821049这是第这是第6页页三、分散系统及其分类三、分散系统及其分类定义一种或几种物质以一定程度分散在另一种物质中形成的系统称分散系统定义一种或几种物质以一定程度分散在另一种物质中形成的系统称分散系统(dispersionsystem)。以粒状分散的不连续相称分散相（。

8、以粒状分散的不连续相称分散相（dispersionphase），连续相称分散介质（），连续相称分散介质（dispersionmedium）分类分类按分散相粒子在某一最大线度方向的大小分为三类按分散相粒子在某一最大线度方向的大小分为三类 分子分散系统包括高分子溶液，是热力学稳定的均相系统分子分散系统包括高分子溶液，是热力学稳定的均相系统 胶体分散系统及粗分散系统。特点：多相、高度分散、热力学不稳定系统胶体分散系统及粗分散系统。特点：多相、高度分散、热力学不稳定系统按分散相和分散介质的聚集状态分类分为八类按分散相和分散介质的聚集状态分类分为八类2022/7/297分散系统分散系统粒子的线度粒子的线度/m实实 例例分子分散胶体分散粗分散10-910-910-710-7乙醇的水溶液，空气AgI或Al(OH)3水溶胶泥浆，牛奶分散介质分散介质分散相分散相系统名称或实例系统名称或实例气体气体液体液体液体固体固体固体液体固体气体液体固体气体液体固体气溶胶，如雾气溶胶，如烟、尘泡沫，如灭火泡沫乳状液、微乳液，如原油、牛奶溶胶、悬浮液，如金溶胶、油漆、泥浆固溶胶，如泡沫塑料固溶胶，如珍珠固溶胶，如合金、

9、有色玻璃作者作者:眼猿眼猿(笔名笔名)文档编码文档编码:CWGKAUITEHEFAZLHAIZ1075821049这是第这是第7页页2022/7/298第二节表面张力第二节表面张力一、表面张力一、表面张力表面功表面功W及表面吉布斯函数及表面吉布斯函数Gs产产生生的的原原因因界面层分子受到指向体相内部不对称的合力作用，是产生表面张力的根本原因。是产生一切表面现象的根本原因的的定定义义沿着液体表面垂直作用于单位长度线段上的紧缩力称为表面张力(surfacetension)(亦称界面张力)，用表示的方向的方向平液面沿着液面与液面平行弯曲液面在力的着用点与液面相切作者作者:眼猿眼猿(笔名笔名)文档编码文档编码:CWGKAUITEHEFAZLHAIZ1075821049这是第这是第8页页第二节表面张力一、表面张力第二节表面张力一、表面张力表面功表面功W及表面吉布斯函数及表面吉布斯函数Gs产生的原因界面层分子受到指向体相内部不对称的合力作用，是产生表面张力的根本原因。产生的原因界面层分子受到指向体相内部不对称的合力作用，是产生表面张力的根本原因。是产生一切表面现象的根本原因是产生一切表面现象的根本

10、原因的定义沿着液体表面垂直作用于单位长度线段上的紧缩力称为表面张力的定义沿着液体表面垂直作用于单位长度线段上的紧缩力称为表面张力(surfacetension)(亦称界面张力亦称界面张力)，用，用表示表示的方向的方向平液面沿着液面与液面平行平液面沿着液面与液面平行弯曲液面在力的着用点与液面相切弯曲液面在力的着用点与液面相切2022/7/299的物理意义的物理意义是表面张力是垂直作用于液体表面单位长度上的紧缩力W=Fdx=2Ldx=dA或LF=F/2Ldx 单位：mN/m或N/m是比表面吉布斯函数WrdT,PGdA(G/A)T,p,N是单位面积表面上的分子比处于体相时额外多出的能量，简称比表面能。单位：mJ/m2或J/m2作者作者:眼猿眼猿(笔名笔名)文档编码文档编码:CWGKAUITEHEFAZLHAIZ1075821049这是第这是第9页页的物理意义的物理意义是表面张力是垂直作用于液体表面单位长度上的紧缩力是表面张力是垂直作用于液体表面单位长度上的紧缩力W=Fdx=2Ldx=dA或或LF=F/2Ldx单位：单位：mN/m或或N/m是比表面吉布斯函数是比表面吉布斯函数WrdT,PGdA

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