物理化學化學學院周建敏mmczjm@126.com祝大家學習愉快，天天進步！主講：聯系電話:短號：69779辦電：2923571長號Q:530018104電子郵箱:1祝大家學習愉快，天天進步！物理化學化學學院周建敏mmczjm@126.c新作業第六章作業：1、2、3、9、11、19

練習：7、17、20、21、22第七章作業：5、11、14、25、26、28、29

練習：1、7、13、16、19、24、27第十章作業：2、4、9、10、14、17

練習：5、7、15第十一章作業：1、6、11、22、25、29、32、34、46

練習：2、3、8、21、26、27、45第十二章作業：9、10、13、15

練習：5、11、12、172新作業第六章作業：1、2、3、9、11、192物理化學電子教案—第十章3祝大家學習愉快，天天進步！物理化學電子教案—第十章3祝大家學習愉快，天天進步！第十章--教學目的要求1.掌握比表面自由能，表面張力等基本概念。2.掌握液體彎曲液面的特性及Laplace方程、Kelvin方程等相關公式及其應用。3.掌握溶液的表面吸附，

理解表面過剩物質的概念；

理解Gibbs方程。4.了解表面活性物質的結構特點及其應用，了解HLB值。5.掌握氣固界面的吸附作用、特性及Langmuir（蘭格繆爾）單分子層吸附定溫式等相關吸附理論。6.了解液體對固體表面的潤濕作用。理解接觸角和Young（楊氏）方程。4祝大家學習愉快，天天進步！第十章--教學目的要求1.掌握比表面自由能，表面張力等基本第十章--教學重點1、比表面吉布斯函數，表面張力等基本概念。2、液體彎曲液面的特性及Laplace（拉普拉斯）公式、Kelvin（開爾文）方程等。3、氣固界面的吸附作用、特性。Langmuir（蘭格繆爾）單分子層吸附定溫式等相關吸附理論，物理吸附和化學吸附的意義和區別，4、接觸角和Young（楊氏）方程。重點：5祝大家學習愉快，天天進步！第十章--教學重點1、比表面吉布斯函數，表面張力等基本概念。第十章--教學難點1、液體彎曲液面的特性、表面過剩物質的量的概念。2、Langmuir（蘭格繆爾）單分子層吸附定溫式及相關吸附理論。3、接觸角的概念和Young（楊氏）方程。難點：6祝大家學習愉快，天天進步！第十章--教學難點1、液體彎曲液面的特性、表面過剩物質的量的第十章界面現象表面化學----濺水魚躍出水面在樹葉上產卵---表面張力濺水魚的魚苗從樹葉上培育出來7祝大家學習愉快，天天進步！第十章界面現象表面化學----濺水魚躍出水面在樹葉上產卵第十章界面現象濺水魚卻用非常特殊的方法，保護自己的卵在產卵時，雌雄種魚會跳出水面，而將卵產于魚類不能到達之岸邊的巖石或水草上,將產出的卵粘貼其上。每次產卵數為100~300粒，約經3日就可孵化。在孵化期間，雄魚就在附近看守，經常用其尾鰭向魚卵潑水，以防止卵的干燥，因得“濺水魚”之名。

8祝大家學習愉快，天天進步！第十章界面現象濺水魚卻用非常特殊的方法，保護自己§10.0表面,界面,分散度水滴為什么是球形而不是方形?9祝大家學習愉快，天天進步！§10.0表面,界面,分散度水滴為什么是球形而不是方形?§10.0表面,界面,分散度自然界中物質的存在狀態：氣液固界面現象氣—液界面液—液界面固—液界面固—氣界面固—固界面

界面:存在于兩相之間的厚度約為幾個分子大小的一薄層，稱為界面相，簡稱界面。體相體相界面層S10祝大家學習愉快，天天進步！§10.0表面,界面,分散度自然界中物質的存在狀態：氣界若其中一相為氣體，這種界面通常稱為表面。§10.0表面,界面,分散度界面的結構和性質與相鄰兩側的體相都不相同。

界面層分子與內部分子相比，它們所處的環境不同。界面層具有一些獨特的性質而表現出不同的表面現象。以液體及蒸氣的表面為例。11祝大家學習愉快，天天進步！若其中一相為氣體，這種界面通常稱為表面。§10.0表§10.0表面,界面,分散度

液體內部分子所受四周鄰近相同分子的作用力是對稱的，各個方向的力彼此抵銷，液體內部的分子所受合力為零。故內部分子可以無規則的運動而不消耗功。表面層分子一方面受到體相內相同物質分子的作用，另一方面受到另一相中物質分子的作用，受到體相分子的拉力大，受到氣相分子的拉力小（因氣相密度低），故表面分子受到一個指向液體內部的力。12祝大家學習愉快，天天進步！§10.0表面,界面,分散度液體內部分子所受四周§10.0表面,界面,分散度

這種作用力使液體表面的分子總是趨于向液體內部移動，力圖縮小表面積。而球形是相同體積的物體具有表面積最小的一種形式。所以自然界中氣泡、小液滴都呈球形的原因。例：汞滴自動縮成球形，脫脂棉易被水潤濕，水在毛細管中自動上升，固體表面會自動吸附其它物質，微小液體易于蒸發，微小晶體易于溶解等—表面現象。自然界中許多現象都與界面的特殊性質有關。13祝大家學習愉快，天天進步！§10.0表面,界面,分散度這種作用力使液體表§10.0表面,界面,分散度一般情況下，界面的質量和性質與體相相比，可忽略不計。但物質被高度分散時，界面作用很顯著。不可忽略，否則會導致錯誤結論。分散度：把物質分散成細小微粒的程度，稱為分散度

例：水滴分散成微小水滴分為1018個直徑：10nm表面積：314.16m2直徑：1cm表面積：3.1416cm2表面積是原來的106倍一些多孔物質如：硅膠、活性炭等，也具有很大的比表面積。14祝大家學習愉快，天天進步！§10.0表面,界面,分散度一般情況下，界面的質§10.0表面,界面,分散度物質的分散度可用比表面積as來表示，其定義為

as=As/m單位為m2kg-1。人的大腦比猿的大腦總表面積大10倍,據研究資料表明愛因斯坦的大腦的表面積比常人的大的多。材料的比表面大，表面活性質點多，表面現象顯著。15祝大家學習愉快，天天進步！§10.0表面,界面,分散度物質的分散度可用比表§10.0表面,界面,分散度人們把粒徑在1～1000nm的粒子組成的分散系統稱為膠體(見第十二章)，由于其具有極高的分散度和很大的比表面積，會產生特有的界面現象，所以經常把膠體與界面現象一起來研究，稱為膠體表面化學。

把一定大小的物質分割得越小，則分散度越高，比表面也越大，表面效應也就越明顯。

可見nm級的超細微粒具有巨大的比表面積，因而具有許多獨特的表面效應，成為新材料和多相催化的研究熱點。16祝大家學習愉快，天天進步！§10.0表面,界面,分散度人們把粒徑在1～10§10.0表面,界面,分散度我們身邊的膠體界面現象曙光晚霞碧海藍天雨滴露珠在界面現象這一章中，將應用物理化學的基本原理，對界面的特殊性質及現象進行討論和分析。17祝大家學習愉快，天天進步！§10.0表面,界面,分散度我們身邊的膠體界面現象曙光晚問題2:溫度升高表面張力將怎樣變化?達臨界溫度時,又怎樣?問題1:產生表面現象的熱力學原因是什么?§10.1界面張力18祝大家學習愉快，天天進步！問題2:溫度升高表面張力將怎樣變化?問題1:產生表面現象的熱§10.1界面張力1.液體的表面張力，表面功及表面吉布斯函數的由來：表面分子受力不對稱受到一個指向液體內部的力，因此，擴展表面要作功。19祝大家學習愉快，天天進步！§10.1界面張力1.液體的表面張力，表面功及表面吉布斯函§10.1界面張力若使膜維持不變，需在金屬絲上加一力F，其大小與金屬絲長度l成正比，比例系數。因膜有兩個表面，故有：（1）

液體的表面張力即：實驗：l表面張力：在液體的表面上，作用于單位長度線段上的表面緊縮力稱為表面張力

，單位是N·m-1。方向:垂直于表面的邊界，指向液體方向并與表面相切。圖上有動畫20祝大家學習愉快，天天進步！§10.1界面張力若使膜維持不變，需在金屬絲上§10.1界面張力氣液氣液????氣液氣????????表面張力:作用于單位長度線段上的表面緊縮力。作用的效果：使液體表面縮小，作用方向：

平液面--是沿著液面并與液面平行，彎曲液面--表面張力的作用點在周界線上，方向垂直于周界線并與液面相切。

21祝大家學習愉快，天天進步！§10.1界面張力氣液氣液????氣液氣????????表§10.1界面張力

如果刺破線圈中央的液膜，線圈內側張力消失，外側表面張力立即將線圈繃成一個圓形，清楚的顯示出表面張力的存在及方向。

由于以線圈為邊界的兩邊表面張力大小相等方向相反，所以線圈成任意形狀可在液膜上移動。

如果在金屬線框中間系一線圈，一起浸入肥皂液中，然后取出，上面形成一液膜。如果刺破線圈中央的液膜，會怎樣？小球上有動畫22祝大家學習愉快，天天進步！§10.1界面張力如果刺破線圈中央的液膜，線圈內側張§10.1界面張力：使系統增加單位表面所需的可逆功，稱為表面功。單位：J·m-2。（IUPAC以此來定義表面張力）在恒溫、恒壓可逆（緩慢）地在力F作用下移動距離dx，使膜表面積增加dA時，需克服表面張力作可逆表面功。（2）表面功即：圖上有動畫23祝大家學習愉快，天天進步！§10.1界面張力：使系統增加單位表面所需的可逆功，§10.1界面張力恒溫、恒壓下的可逆非體積功等于系統的吉布斯函數變（3）表面吉布斯函數：：恒溫恒壓下，增加單位表面時系統所增加的Gibbs函數。單位：J·m-2。三者物理意義不同，但量值和量綱等同，單位均可化為：N·m-1即：24祝大家學習愉快，天天進步！§10.1界面張力恒溫、恒壓下的可逆非體積功等于系統的吉§10.1界面張力當系統作表面功時，G還是面積A的函數，若系統內只有一個相界面，且兩相T、p相同，2.熱力學公式對一般多組分體系：同理25祝大家學習愉快，天天進步！§10.1界面張力當系統作表面功時，G還是面§10.1界面張力相應的熱力學基本方程26祝大家學習愉快，天天進步！§10.1界面張力相應的熱力學基本方程26祝大家學習愉快，§10.1界面張力在恒溫恒壓,各相組成不變的情況下積分得:當系統有多個界面,則恒T、p、

、恒組分下積分，有：全微分得：可知自發降低G有兩種途徑——降低表面積降低表面張力dT,pG

s<027祝大家學習愉快，天天進步！§10.1界面張力在恒溫恒壓,各相組成不變的情況下積分得:§10.1界面張力

3.表面張力及其影響因素：

（3）溫度的影響：溫度升高，界面張力下降。極限情況：T→Tc時，

→0。（1）與物質的本性有關——分子間相互作用力越大，越大。

例：氣－液界面：(金屬鍵)>(離子鍵)>(極性鍵)>(非極性鍵)（2）與接觸相的性質有關。其中：0與n為經驗常數。因T升高，物質體積膨脹，分子間距離增加，分子間相互作用減弱，表面張力也減小。28祝大家學習愉快，天天進步！§10.1界面張力3.表面張力及其影響因素：§10.1界面張力（4）壓力的影響。

P↑a．表面分子受力不對稱的程度

↓b．氣體分子可被表面吸附，改變,↓c．氣體分子溶于液相成分

↓1atm

H2O=72.8mN/m10atm

H2O=71.8mN/m一般：p↑10atm,↓1mN/m，例:29祝大家學習愉快，天天進步！§10.1界面張力（4）壓力的影響。P↑a．表面張力的測定方法30祝大家學習愉快，天天進步！表面張力的測定方法30祝大家學習愉快，天天進步！表面張力的測定方法當r氣泡＝r毛細管時，r最小，p有最大值31祝大家學習愉快，天天進步！表面張力的測定方法當r氣泡＝r毛細管時，r最小，p有最大值問題1:在裝有純水的玻璃毛細管外，在水的右端微微加熱，液面將向哪邊移動？在裝有純汞的玻璃毛細管外，在汞的右端微微加熱，液面將向哪邊移動？§10.2-問題132祝大家學習愉快，天天進步！問題1:在裝有純水的玻璃毛細管外，在水的右端微微加熱，液面將問題2:如圖所示，在一玻璃管的兩端連有一大一小的兩個肥皂泡。現打開活塞使兩氣泡相通時，試問兩個泡的大小有什么變化?．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．§10.2-問題233祝大家學習愉快，天天進步！問題2:如圖所示，在一玻璃管的兩端連有一大一小的兩個肥皂泡。§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果

34

1.彎曲液面的附加壓力——Laplace方程彎曲液面可分兩種：凸液面和凹液面。由于彎曲液面表面張力的合力不為零,在其兩側存在一壓力差△p，稱為彎曲液面的附加壓力。p內和p外—分別為(球心)內側相和外側相的壓力。定義為:液氣????????pgpl氣液ppgpl氣液????氣plpgpΔp=p內－p外彎曲液面的附加壓力34祝大家學習愉快，天天進步！§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果

341.彎曲液§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果凸液面:△p的方向指向液體內部。△p=p內-p外=pl-pg>0△p=p內-p外=pg-pl>0結論:凹液面:△p的方向指向液體外部。平液面:p內=p外，△p=p內-p外=0，無附加壓力。附加壓力p≥0，總是指向球面的球心。35祝大家學習愉快，天天進步！§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果凸液面:△p的方向指§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果球形液滴的某一球缺，凸液面上方為氣相，壓力pg；下方為液相，壓力pl,底面與球形液滴相交處為一圓周。圓周外液體對球缺表面張力作用在圓周線上，垂直于圓周線，而且與液滴表面相切。圓周線上表面張力合力對凸液面下液體造成額外壓力。附加壓力Δp=p內－p外

表面張力的方向是和液面相切的，并和兩部分的分界線垂直。如果液面是平面，表面張力就在這個平面上。如果液面是曲面，表面張力則在這個曲面的切面上。需要說明的一點是，如果在液體表面上任意劃一條分界線把液面分成a、b兩部分，則a部分表面層中的分子對b部分的吸引力，一定等于b部分對a部分的吸引力，這兩部分的吸引力大小相等、方向相反。這種表面層中任意兩部分間的相互吸引力，造成了液體表面收縮的趨勢。由于表面張力的存在，液體表面總是趨于盡可能縮小，微小液滴往往呈圓球形，正是因為相同體積下球形面積最小。

36祝大家學習愉快，天天進步！§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果球形液滴的某一球缺，§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果①該形式的Laplace公式只適用于球形液面。②曲面內(凹)的壓力大于曲面外(凸)的壓力，Δp＞0。③r越小，Δp越大；r越大，Δp越小。平液面：r→∞，Δp→0，（并不是=0）④Δp永遠指向球心。⑤對于空氣中的小氣泡，有內外兩個表面，故——Laplace方程r---液面曲率半徑注意37祝大家學習愉快，天天進步！§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果T問題1--答案問題1:在裝有純水的玻璃毛細管外，在水的右端微微加熱，液面將向哪邊移動？在裝有純汞的玻璃毛細管外，在汞的右端微微加熱，液面將向哪邊移動？右移左移38祝大家學習愉快，天天進步！T問題1--答案問題1:在裝有純水的玻璃毛細管外．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．問題2---答案問題1:如圖所示，在一玻璃管的兩端連有一大一小的兩個肥皂泡。現打開活塞使兩氣泡相通時，試問兩個泡的大小有什么變化?泡的受力情況：如圖p內=

△p＋p外因P外相等，故小泡變小，大泡變大。直到兩邊曲率半徑相等。﹒?p內p內∝1/r小球上有動畫39祝大家學習愉快，天天進步！．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．問§10.2-問題3問題3：鋤地保墑的原理是什么？40祝大家學習愉快，天天進步！§10.2-問題3問題3：鋤地保墑的原理是什么？40祝大家§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果毛細現象：將毛細管插入液面后，會發生液面沿毛細管上升（或下降）的現象，稱為毛細管現象。產生這種現象的原因?若液體（例如水）能夠潤濕毛細管,則液體在毛細管中呈凹液面。以毛細管上升為例圖上有動畫圖上有動畫41祝大家學習愉快，天天進步！§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果毛細現象：將毛細管插開始時，管內外液體的受力如圖：平衡時，則hhrr1液體在毛細管內上升的高度公式?§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果42祝大家學習愉快，天天進步！開始時，管內外液體的受力如圖：平衡時，則hhrr1液體在毛§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果液體在毛細管中上升液體在毛細管中下降結論1:在一定T下,毛細管越細,液體的密度越小,液體對管壁潤濕越好,則液體在毛細管中上升得越高。表面張力的存在是彎曲液面產生附加壓力的根本原因，而毛細管現象則是彎曲液面具有附加壓力的必然結果。結論2:若液體能潤濕毛細管，將發生液體沿毛細管上升的現象，反之，則下降。下降的高度公式如上43祝大家學習愉快，天天進步！§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果液體在毛細管中上升液下過雨后，泥土潤濕，團粒結構受毛細壓力作用彼此靠緊，形成無數毛細管并彼此聯接，直通地面。使植物根下的水分沿毛細管上升而蒸發,使土壤缺少水分。為使莊稼茂盛生長，必須破壞土壤中的毛細管，鋤地不僅可以鏟除雜草,還可破壞土壤中的毛細管。墑:土壤含有適合種子發芽和作物生長的濕度。問題3:鋤地保墑的原理是什么？問題3答案44祝大家學習愉快，天天進步！下過雨后，泥土潤濕，團粒結構受毛細壓力作用彼此靠緊，形成無數§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果2.

微小液滴的飽和蒸汽壓－kelven公式

足夠長的時間飽和蒸氣壓p*反比于液滴的曲率半徑原因：45祝大家學習愉快，天天進步！§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果2.

微小液滴的飽平液面飽和蒸氣壓與物質的本性、溫度及壓力有關，而彎曲液面的飽和蒸氣壓不僅與上述因素有關，還與液面的彎曲程度（曲率半徑）有關。由熱力學推導可得凸液面、毛細管中凹液面的曲率半徑r與其飽和蒸汽壓Pr的關系的方程式--Kelvin公式。

§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果46祝大家學習愉快，天天進步！平液面飽和蒸氣壓與物質的本性、溫度及壓力有關，而彎開爾文公式——Kelvin公式凸液面（液滴）毛細管中的凹液面§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果即，pr(凸液面)>p(平液面)>pr(毛細管中凹液面)液滴越小，蒸汽壓越大。氣泡越小，蒸汽壓越小。47祝大家學習愉快，天天進步！開爾文公式——Kelvin公式凸液面（液滴）毛細管中的凹液面§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果式中c1、R1’和c2

、

R2’分別為兩微小晶體的溶解度和半徑，M和s分別為固體的摩爾質量和密度，s-l為固體與溶液間的界面張力。48祝大家學習愉快，天天進步！§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果式中c1、R1’和c§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果r/m

10-5

10-6

10-710-810-9pr/p1.00011.0011.0111.1142.937表10.2.120°C時水的小液滴的飽和蒸氣壓與平液面水的飽和蒸氣壓之比開爾文公式可以說明許多表面效應，例:毛細管凝結。在化工生產中，采用噴霧干燥工藝。由計算可知，液滴越小，飽和蒸氣壓越大；當半徑減小到1nm時，其飽和蒸氣壓幾乎是平面液體的三倍。硅膠是一種多孔性物質，可自動吸附空氣中的水蒸氣，在毛細管中發生凝結現象，用來干燥空氣49祝大家學習愉快，天天進步！§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果r/m1問題4：人工降雨的原理是什么?10.2-問題4、5問題5：為什么有機蒸餾中加了沸石？50祝大家學習愉快，天天進步！問題4：人工降雨的原理是什么?10.2-問題4、5問題5：§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果(1)過飽和蒸氣一定T下，當蒸氣分壓超過該T下的飽和蒸氣壓，而蒸氣仍不凝結，稱為過飽和蒸氣。在t0溫度以下緩慢升高壓力至A點，蒸氣對通常液體已達到飽和狀態p0，但對微小液滴卻未達到飽和狀態，所以蒸氣在A點不能凝結出微小液滴。要繼續提高蒸氣的壓力至B點，達到小液滴的飽和蒸氣壓p

時，才可能凝結出微小液滴。3.亞穩態及新相生成如圖所示：OC--平液面的飽和蒸氣壓曲線，O′C′--微小液滴的飽和蒸氣壓曲線。51祝大家學習愉快，天天進步！§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果(1)過飽和蒸氣一問題4：人工降雨的原理是什么?人工降雨的條件是：云層中的水蒸氣的壓力必須達到或超過高空溫度下平液面的飽和蒸氣壓。用飛機向云層中噴撒干冰或AgI微粒（或用高射炮向空中發射干冰或AgI微粒），作為蒸氣的凝結種子，使r增大，pr減小，使水蒸氣凝結成水滴可化云為雨。問題4答案52祝大家學習愉快，天天進步！問題4：人工降雨的原理是什么?人工降雨的條件是：云層應用事件人工降雨的發明，標志著氣象科學發展到了一個新的水平，但遺憾的是，它也曾被用于非正義的戰爭。如1967年～1972年，美國在侵越戰爭中出動了2600架次飛機進行人工降雨，目的在于截斷“胡志明小道”運輸線，結果造成山洪暴發，交通堵塞，其破壞效果超過了常規轟炸。美國政府這種濫用人工降雨的行徑受到了世界輿論的譴責。應用事件53祝大家學習愉快，天天進步！應用事件人工降雨的發明，標志著氣象科學發展到了一個新降雨原理溫度越低，飽和水蒸氣壓也越低，如果降低空氣的溫度，就能使空氣中原來飽和的水蒸氣變成過飽和，空氣中存在的塵埃成了水蒸氣的凝聚中心，水蒸氣凝結成微小的水滴，從而形成了云，如果云層中的溫度低于0℃，則主要存在的是許多的小冰晶，也有低于0℃的過冷小水滴，用人為的方法促使云層降水（雨、雪）稱為。對于（低于0℃的云層），可用飛機或高射炮把干冰小粒或細粉狀AgI灑到或射到云層中，促使云層降水。干冰在云層中揮發成CO2氣體，吸熱，使云層溫度急劇下降，原飽和水蒸氣變為過飽和，此狀態不穩定，使小冰晶增多、增大，空氣浮力托不住，向下降落，如果云層到地面溫度高于0℃，則下雨，若低則下雪。AgI顆粒中Ag與I之間的距離約為280pm，接近于H2O（冰）中兩個O之間的距離，可作凝聚核，供水蒸氣向上凝結，創造降水條件，但AgI價格昂貴，故多用干冰。對于（云層溫度在0℃以上），則只要撒播能提供水滴或吸濕性強的凝結核的物質（如NaCl、CaCl2、鹽水等），便可使水蒸氣凝結成水滴形成人工降水。意義朗繆爾開創了人工降雨的新時代。根據過冷云層冰晶成核作用的理論，科學家們又發現了可以用AgI等作為“種子”進行人工降雨，效果比干冰更好。可以在地上撒播，利用氣流上升的作用，漂浮到空中的云層里，比干冰降雨簡便易行。54祝大家學習愉快，天天進步！降雨原理54祝大家學習愉快，天天進步！§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果液體內部產生氣泡所需壓力：

pi=p大+p靜+Δp由此所需的溫度：Ti＞T正常因此很容易產生暴沸。在一定的P下，當液體的T高于該壓力下的沸點，而液體仍不沸騰的現象。此時的液體稱為過熱液體。。(2)過熱液體原因：過熱液體產生的原因：由于彎曲液面的附加壓力，使氣泡難以形成。55祝大家學習愉快，天天進步！§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果液體內部產生氣泡所需§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果過熱液體產生的原因：如圖所示:在101.325kPa、100℃的純水中，在離液面0.02m的深處,假設存在一個半徑為10nm的小氣泡,在上述條件下,純水的表面張力為58.85mN.m-1,密度為958.1kg.m-3。hP大氣=101.325kpaP內P靜56祝大家學習愉快，天天進步！§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果過熱液體產生的原因：繼續加熱，T產生過熱液體T氣泡長大，△P直到沸騰§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果過熱液體產生的原因：由于彎曲液面的附加壓力，使氣泡難以形成。由計算可知;小氣泡要存在，氣泡內蒸氣小氣泡不存在，液體不沸100℃時，開始形成的泡小，△P大57祝大家學習愉快，天天進步！繼續加熱，TT氣泡長大，△P§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果(3)過冷液體在一定壓力下，當液體的溫度已低于該壓力下液體的凝固點，而液體仍不凝固的現象。此時的液體稱為過冷液體。O′C----平面液體的飽和蒸氣壓曲線OA--------普通晶體的飽和蒸氣壓曲線O′A′-微小晶體的飽和蒸氣壓曲線原因：微小晶體的飽和蒸氣壓>普通晶體的飽和蒸氣壓58祝大家學習愉快，天天進步！§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果(3)過冷液體§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果(4)過飽和溶液溶液濃度已超過飽和液體，但仍未析出晶體的溶液稱為過飽和溶液。原因：小晶體為凸面,pr＞p，

表明分子從固相中逸出的傾向大，這造成它的濃度大，即溶解度大，由此產生過飽和現象。這可以解釋定量分析中為什么要有個“陳化”過程59祝大家學習愉快，天天進步！§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果(4)過飽和溶液§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果由于小顆粒物質的表面特殊性，造成新相難以生成。從而形成四種不穩定狀態（亞穩態）：

——過飽和蒸氣，過熱液體，過冷液體，過飽和溶液。亞穩狀態能存在的原因:是新相難以形成－彎曲液面有附加壓力，彎曲液面的飽和蒸氣壓與平液面不同。60祝大家學習愉快，天天進步！§10.2彎曲液面的附加壓力及其后果由于小答：據開氏方程，最初形成的氣泡半徑小，其中的蒸氣壓也小。但△P大，氣泡在到達正常沸點時，氣泡內的壓力不足抗衡P大氣和△P，液體仍未沸騰。再繼續升溫時，氣泡長大，所受的△P減小，氣泡內的蒸氣壓升高。這時液體溫度已超過沸點，所有液體都想變成蒸氣沖出，這就是暴沸。沸石是多孔固體，小孔中含有空氣，在升溫過程中空氣逸出，提供成泡中心，使初形成的蒸氣泡不致于太小。到達沸點時氣泡上升，攪動溶液，使液體保持正常的沸騰狀態。§10.2-問題5答案問題5：為什么有機蒸餾中加了沸石？61祝大家學習愉快，天天進步！答：據開氏方程，最初形成的氣泡半徑小，其中的蒸氣壓也小。但共同點：表面層分子受力不對稱的，因此固體表面也有表面張力及表面吉布斯函數存在。不同點：液體表面層分子可移動，通過減少表面積來降低表面吉布斯函數，而固體的則不能。固體表面與液體表面§10.3固體表面大多數固體比液體具有更高的表面能62祝大家學習愉快，天天進步！共同點：表面層分子受力不對稱的，因此固體表面也有表面張力及正由于固體表面原子受力不對稱和表面結構不均勻性，它可以從表面外部空間吸引氣體或液體分子到表面，以減小表面分子受力(表面張力)不對稱的程度。使表面吉布斯函數下降。而且不同的部位吸附和催化的活性不同。例；活性炭放入充滿溴蒸氣的玻璃瓶中，片刻紅棕色逐漸消失，說明，活性炭的表面有富集溴蒸氣的能力。63祝大家學習愉快，天天進步！正由于固體表面原子受力不對稱和表面結構不均勻性，它可§10.3固體表面產生吸附的原因，也是由于表面分子受力不對稱。dG=dA+Ad被吸附的物質——

吸附質有吸附能力的物質——

吸附劑吸附－在固體或液體表面，某物質的濃度與體相濃度不同的現象稱為--。

常用的吸附劑有：硅膠、分子篩、活性炭等。吸附作用僅僅發生在兩相的交界面上,所以它是一種表面現象。64祝大家學習愉快，天天進步！§10.3固體表面產生吸附的原因，也是由于表面分子受力不對日常生活及生產中，應用固體吸附劑的歷史悠久。

從湖南馬王堆出土的1號漢墓中發現，早在二千年前，人們利用木炭作防腐劑、吸濕劑、除臭劑。

一號漢墓出土的女尸，時逾2100多年，形體完整，全身潤澤，皮膚是淡黃色的，按下去有彈性，部分關節能夠活動,幾乎與新鮮尸體相似。翠綠的樹枝和黃綠色的竹筐,藕片。是防腐學上的奇跡，震驚世界。

制糖工業用活性炭吸附糖液中的雜質而脫色。

防毒面具用活性炭吸附有毒氣體。廣泛的應用：干燥劑、防毒面具、脫色劑、色譜、污水處理、催化劑、空氣凈化調節…§10.3固體表面65祝大家學習愉快，天天進步！日常生活及生產中，應用固體吸附劑的歷史悠久。廣泛的應用湖南馬王堆出土的1號漢墓一號漢墓出土的女尸，時逾2100多年，形體完整，全身潤澤，部分關節可活動，軟結締組織尚有彈性，幾乎與新鮮尸體相似。它既不同于木乃伊，又不同于尸臘和泥炭鞣尸。是一具特殊類型的尸體，是防腐學上的奇跡，震驚世界，吸引不少學者、游人觀光。在填土中陸續發現了翠綠的樹枝和黃綠色的竹筐，一切都那么不可思議。：“哎呀，這是2000多年的藕片啊！”－剩下幾片－一鍋湯了。究竟是什么原因使得最容易腐爛的東西保存如此完好，又是什么原因讓神奇的景象轉瞬即逝呢？墓主人終于露出了面容，所有在場的人都目瞪口呆：她不像一具古尸，皮膚仍舊是淡黃色的，按下去甚至還有彈性，部分關節能夠活動。女尸經過防腐處理后，被送到了湖南省醫學院。注射防腐劑時，女尸的軟組織隨時鼓起，以后逐漸擴散，和新鮮尸體十分相似

66祝大家學習愉快，天天進步！湖南馬王堆出土的1號漢墓一號漢墓出土的女尸，時逾2100多年物理吸附：吸附質與吸附劑之間的作用力為范德華力。化學吸附：吸附質與吸附劑之間的作用力為化學鍵力。§10.3固體表面物理吸附僅僅是一種物理作用，沒有電子轉移，沒有化學鍵的生成與破壞，也沒有原子重排等。化學吸附相當于吸附劑表面分子與吸附質分子發生了化學反應，在紅外、紫外-可見光譜中會出現新的特征吸收帶。1.物理吸附與化學吸附：圖上有動畫圖上有動畫67祝大家學習愉快，天天進步！物理吸附：吸附質與吸附劑之間的作用力為范德華力。化學吸附：吸§10.3固體表面性質物理吸附化學吸附吸附力范德華力化學鍵力吸附層數單層或多層單層吸附熱小（近于液化熱）大（近于反應熱）選擇性無或很差較強可逆性可逆不可逆吸附平衡易達到不易達到物理吸附和化學吸附的區別68祝大家學習愉快，天天進步！§10.3固體表面性質物理吸附化學吸附吸附力范德華力化學鍵§10.3固體表面2.等溫吸附吸附量：吸附平衡時，單位質量吸附劑吸附的吸附質V:被吸附的氣體在0oC,101.325kPa下的體積氣體的吸附量是T，p的函數：Va

=f（T,p）

T一定，Va

=f（p）吸附等溫線

p一定，Va

=f（T）吸附

等壓線

na一定，p=f（T）吸附

等量線即：單位：molkg-1或：單位：m3kg-169祝大家學習愉快，天天進步！§10.3固體表面2.等溫吸附吸附量：吸附平衡時，單位質§10.3固體表面吸附等溫線:

Ⅰ：單層吸附；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ：多分子層吸附；p:達平衡時的吸附壓力；p*:該溫度下的吸附氣體的飽和蒸氣壓70祝大家學習愉快，天天進步！§10.3固體表面吸附等溫線:Ⅰ：單層吸附；§10.3固體表面3.吸附經驗式——弗羅因德利希公式方程的優缺點：形式簡單、計算方便、應用廣泛；對氣體的吸附適用于中壓范圍。(3)但常數無明確物理意義，只能概括一部分實驗事實，不能說明吸附機理。對I類吸附等溫線：k,n經驗常數，與吸附體系及T有關。lg(p/[p])lg(Va/[V])T1<T2斜率

n;1>n>0。n反映了P對吸附量影響的強弱。截距

k（p=1時的吸附量）T，k直線式：71祝大家學習愉快，天天進步！§10.3固體表面3.吸附經驗式——弗羅因德利希公式方程§10.3固體表面4.朗繆爾單分子層吸附理論及吸附等溫式一個物理系的畢業生GE公司的小職員一個改變了他一生的建議一個影響他一生的選擇1932年Nobel化學獎的得主Langmuir的選擇72祝大家學習愉快，天天進步！§10.3固體表面4.朗繆爾單分子層吸附理論及吸附等溫式Langmuir的選擇

Langmuir是一個物理系的畢業生，GE公司的小職員，他向公司提了一個改變了他一生的建議-向白熾燈中充氮、充氬可以延長鎢絲的壽命，為公司賺取了足夠的利潤，老板獎勵他終身資助他搞發明，因在表面化學方面的研究和發現使他1932年成為Nobel化學獎的得主。朗繆爾有廣泛的愛好，他不僅是一位卓越的科學家，還是出色的登山運動員和飛機駕駛員。他常常利用工作之余登山遠眺，飽覽的大自然的景色，探索自然現象的奧密。1932年8月，他興致勃勃地駕駛飛機飛上九千米高空觀測日食。他還曾獲文學碩士和哲學博士學位。美國化學家兼物理學家Langmuir，一生進行過許多有益的研究，但在科學上實現的最大突破還是人工降雨。美國通用電氣公司的本加特又對Langmuir的人工降雨方法進行了改良，Langmuir用碘化銀微粒取代干冰，使人工降雨更加簡便易行。見前面。73祝大家學習愉快，天天進步！Langmuir的選擇Langmuir是一個物理系的畢業生§10.3固體表面1916年，朗繆爾推出適用于固體表面的氣體吸附(Ⅰ型)朗繆爾理論的四個基本假設：Ⅰ、氣體在固體表面上單分子層吸附；(即固體表面上每個吸附位只能吸附一個分子，氣體分子只有碰撞到固體的空白表面上才能被吸附)；Ⅱ、固體表面是均勻的（吸附熱為常數，與θ無關）；Ⅲ、被吸附在固體表面上的分子相互之間無作用力；Ⅳ、吸附平衡是動態平衡。74祝大家學習愉快，天天進步！§10.3固體表面1916年，朗繆爾推出適用于固體表面的氣§10.3固體表面等溫式的導出：θ=被吸附質覆蓋的固體表面積固體總的表面積覆蓋率：v解吸=k－1θ·Nv吸附=k1(1-θ)p·N(N:總的具有吸附能力的晶格位置數)以k1、k-1分別代表吸附與解吸的速率常數，A代表氣體，M代表固體表面，AM代表吸附狀態，則吸附的始末狀態可以表示為A（g）+M（表面）AMk1k-1則1-θ代表固體空白表面的分數。

75祝大家學習愉快，天天進步！§10.3固體表面等溫式的導出：θ=被吸附質覆蓋的固體表面§10.3固體表面吸附平衡時：v吸附=v解吸，有：k

1(1－θ)pN=k-1θN

式中:b=k1/k-1吸附系數或吸附平衡常數；單位：Pa-1與吸附劑、吸附質、T有關。b↑,吸附能力↑。——Langmuir吸附等溫式：平衡吸附量，吸附平衡的T、p及覆蓋率θ下的吸附量。：飽和吸附量，吸附平衡的T、p及覆蓋率θ＝1時的吸附量p較低時，p↑,θ↑;p足夠高時，θ→1。θp76祝大家學習愉快，天天進步！§10.3固體表面吸附平衡時：v吸附=v解吸，有：k§10.3固體表面以1/Va對1/p作圖，截距、斜率Vam

和b直線式：因每個具有吸附能力的位置上只能吸附一個氣體分子Langmuir公式較好地解釋了I類吸附等溫線，但卻無法解釋后四類等溫線。1938年BET將L理論擴展，提出了多分子層的吸附理論(BET公式)由Vam求吸附劑的比表面積：am

:被吸附分子的截面積。am,N2=0.162nm2V0:1mol氣體在0oC、101.325kPa下的體積77祝大家學習愉快，天天進步！§10.3固體表面以1/Va對1/p作圖，截距、斜率§10.3固體表面Vap1)低壓時：bp<<1，1+bp

1Va~p為直線關系2)高壓時：bp>>1，1+bp

bpVa不隨p變化討論78祝大家學習愉快，天天進步！§10.3固體表面Vap1)低壓時：bp<<1，1+§10.3固體表面5.吸附熱力學物理吸附為自發過程，G<0；而氣體吸附到表面，自由度減少，故S<0；

根據：G=H－TS<0，

可知：H<0，吸附為放熱過程。吸附熱可直接用量熱計測量，也可用熱力學方法計算。吸附熱的計算79祝大家學習愉快，天天進步！§10.3固體表面5.吸附熱力學物理吸附§10.4潤濕固體表面力場不對稱，故存在潤濕和吸附現象。1.潤濕角及楊氏方程1805年，Young提出，當把液體滴在固體表面時，平衡時，可從力的角度導出一個方程：接觸角：氣液固三相點處，氣液界面的切線與固液界面的夾角楊氏方程BlsOACOls80祝大家學習愉快，天天進步！§10.4潤濕固體表面力場不對稱，故存在潤濕和吸附現象。1§10.4潤濕2.潤濕現象潤濕：固體表面上原來的氣體被液體取代。接觸過程的△G＜0。Gibbs函數降低越多，越易潤濕。

潤濕的類型：沾濕；浸濕；鋪展。81祝大家學習愉快，天天進步！§10.4潤濕2.潤濕現象潤濕：固體表面上原來的氣體被§10.4潤濕沾濕:氣-固和氣-液界面消失,形成液-固界面的過程。（1）沾濕（adhesionalwetting）自動進行粘濕功單位面積上沾濕過程的吉布斯函數變為若過程自發，沾濕功-將單位面積已沾濕的液-固界面分開成氣-固和氣-液界面時所需作的功。即沾濕的逆過程。是環境對系統做功。沾濕條件圖上有動畫82祝大家學習愉快，天天進步！§10.4潤濕沾濕:氣-固和氣-液界面消失,形成液-固界面§10.4潤濕（2）浸濕（immersionalwetting）自動進行浸濕功浸濕:氣-固界面完全被液-固界面取代的過程。單位面積上浸濕過程的吉布斯函數變為浸濕功-將單位面積已浸濕的液-固界面分開成氣-固界面時所需作的功。即浸濕的逆過程。是環境對系統做功。圖上有動畫浸濕條件83祝大家學習愉快，天天進步！§10.4潤濕（2）浸濕（immersionalwett§10.4潤濕（3）鋪展（spreadingwetting）當小液滴的表面積與鋪展后的表面積相比可忽略不計時，S≥0自動鋪展鋪展系數：鋪展：少量液體在固體表面上自動展開,形成一層薄膜的過程。實際上鋪展過程是液-固界面取代氣-固界面，同時又增大氣-液界面的過程。圖上有動畫84祝大家學習愉快，天天進步！§10.4潤濕（3）鋪展（spreadingwettin§10.4潤濕沾濕→浸濕→鋪展，過程進行程度依次加難,沾濕最易達到Wa′>0。（4）三種潤濕的比較三種潤濕中的l可測，但

s、

sl不可測量。對單位面積的潤濕過程：各過程自發的條件:是W′>085祝大家學習愉快，天天進步！§10.4潤濕沾濕→浸濕→鋪展，過程進行程度依次加難,沾§10.4潤濕將楊氏方程代入潤濕方程有：沾濕條件:浸濕條件:鋪展條件:86祝大家學習愉快，天天進步！§10.4潤濕將楊氏方程代入潤濕方程有：沾濕條件:浸濕條§10.4潤濕由上式可知：①可用θ的大小用來判斷潤濕的種類和效果;②要使cosθ＞0（即θ＜90o)，須滿足

s>

sl;

楊氏方程只適用于平衡過程，不適用于－Gs

>0

的鋪展過程。習慣上也用接觸角來判斷潤濕：<90°潤濕；>90°不潤濕；=0°或不存在，完全潤濕；=180°完全不潤濕。87祝大家學習愉快，天天進步！§10.4潤濕由上式可知：習慣上也用接觸角來判斷潤濕：日常生活和生產過程中經常遇到許多潤濕現象。如施用農藥、涂刷油漆、機械潤滑、礦物浮選、注水采油及防水材料等工業技術都與潤濕作用密切相關。§10.4潤濕88祝大家學習愉快，天天進步！日常生活和生產過程中經常遇到許多潤濕現象。如施用農藥、1、防水材料普通的棉布因纖維中含有醇羥基而呈親水性，易被水潤濕，接觸角小于90℃，不能防雨，過去采用在棉布上涂油或上膠的辦法制成防雨布，雖能防雨但透氣性差，制成雨衣，穿著不舒適又笨重。若采用表面活性劑如季胺鹽類與氟氫化合物處理過的棉布，（可經大雨沖淋168小時而不透濕）使接觸角大于90℃，使水滴在布上呈球狀，不易進入布的毛細孔中，經振動很易脫落。§10.4潤濕89祝大家學習愉快，天天進步！1、防水材料普通的棉布因纖維中含有醇羥基而呈親水性，易被2、噴灑農藥時，為什么要在農藥中加表面活性劑？答：植物的葉子表面有蠟質物，不被雨水潤濕。如果農藥是普通水溶液，噴在植物上不能潤濕葉子，接觸角大于90°，成水滴淌下，達不到殺蟲效果；加了表面活性劑以后，使農藥表面張力下降，接觸角小于90°，能潤濕葉子，提高殺蟲效果。現在，有的農藥在制備時就加了表面活性劑，制成乳劑，可以很好的潤濕植物的莖葉。§10.4潤濕90祝大家學習愉快，天天進步！2、噴灑農藥時，為什么要在農藥中加表面活性劑？答：植物的葉子§10.4潤濕3.固體自溶液中的吸附由于溶劑的存在，固體自溶液中的吸附比氣體的吸附復雜。其中：na：單位質量的吸附劑在溶液平衡濃度為c時的吸附量；

V：溶液體積；c0和c：溶液的配制濃度和吸附平衡后的濃度;

m：吸附劑的質量；固體自溶液中對溶質的吸附量:單位：molkg-191祝大家學習愉快，天天進步！§10.4潤濕3.固體自溶液中的吸附由于溶劑的存在，固§10.4潤濕①自稀溶液中的吸附一般為I型等溫線，可用Langmuir公式描述：b：吸附系數，與溶劑、溶質的性質有關；nam：單分子層飽和吸附量；亦可用弗羅因德利希等溫吸附經驗式：na=kcnk,n是兩個經驗常數92祝大家學習愉快，天天進步！§10.4潤濕①自稀溶液中的吸附一般為I§10.4潤濕吸附等溫線一般為到U型或S型，為固-氣吸附類型中沒有的。

吸附劑孔徑吸附質分子的大小溫度吸附劑-吸附質-溶劑極性(自學)吸附劑的表面化學性質②稀溶液中影響吸附的因素③自濃溶液中的吸附93祝大家學習愉快，天天進步！§10.4潤濕吸附等溫線一般為到U型或S型，為固-氣吸附類§10.5溶液表面

溶液表面的吸附:溶質在溶液表面層（或表面相）中的濃度與在溶液本體（或體相）中濃度不同的現象。恒溫恒壓下:dT,PG=d(

·A)=A·d+

·dA純液體：為定值，降低G的唯一途徑是減少液體表面積；溶液：

與組成有關，可自發進行溶質在溶液表面的吸附而改變溶液。溶質在表面層的濃度高于本體濃度稱正吸附，相反為負吸附。

1.溶液表面的吸附現象94祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面溶液表面的吸附:溶質在溶液§10.5溶液表面Ⅰ:無機酸、堿、鹽、多羥基化合物等。c,,表面惰性物質,發生負吸附。

原因:無機的酸、堿、鹽，在水中可電離為正負離子，使溶液中分子之間相互作用增強，,G

,為使表面張力升高的少些，這類物質在表面層的濃度低于本體濃度。在純水中加入不同溶質后，溶液的表面張力的變化分三種類型:95祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面Ⅰ:無機酸、堿、鹽、多羥基化合物等。§10.5溶液表面Ⅱ：醛、酸、醇、酯、醚、酮等極性有機物；c，；表面活性物質,發生正吸附。

原因:物質是有機類化合物，其分子間相互作用較弱，使表面層中分子相互作用減弱，,G。其在表面層濃度大于本體濃度，Ⅲ：表面活性劑(10C以上的有機酸鹽、胺等)，

c，；表面活性物質,發生正吸附。

96祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面Ⅱ：醛、酸、醇、酯、醚、酮等極性有機物§10.5溶液表面

表面活性物質:指溶入少量就能顯著降低液體表面張力的物質。表面惰性物質:能使水的表面張力明顯升高的溶質。

表面活性的大小用表示。其值越大,活性越大。97祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面表面活性物質:指溶入少量就能顯§10.5溶液表面--愛情的奇跡？98祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面--愛情的奇跡？98祝大家學習愉快，天§10.5溶液表面Γ：溶質在單位面積的表面層中的吸附量(molm-2)

(即：在單位面積的表面層中，所含溶質的物質的量與同量溶劑在溶液本體中所含溶質物質的量的差值，亦稱表面過剩。)

(1877年)2.表面過剩濃度與Gibbs吸附等溫式c:溶質在溶液本體中的平衡濃度（或活度）。Gibbs吸附等溫式99祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面Γ：溶質在單位面積的表面層中的吸附量(§10.5溶液表面由Gibbs公式可知：100祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面由Gibbs公式§10.5溶液表面3.表面活性物質在吸附層的定向排列一般情況下，表面活性物質的-c曲線如圖c當C很大時,與C無關當C很小時，直線關系當C中等時，曲線

Γm

：飽和吸附量，單位表面上定向排列呈單分子層吸附時溶質的量。原來是表面超額，當達到飽和吸附時,Γm可作為單位表面上溶質的物質的量。由m可求吸附分子的橫截面積am：101祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面3.表面活性物質在吸附層的定向排列§10.5溶液表面(a)稀溶液(b)中等濃度(c)吸附趨于飽和實驗表明：許多長碳氫鏈化合物CnH2n+1X(X代表不同種類的基團)的橫截面均為0.205nm2，這正是碳氫鏈的橫截面。說明飽和吸附時，表面活性分子是定向排列在表面層中的。測~c~c

mam

(Gibbs公式)

(Langmuir公式)102祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面(a)稀溶液§10.5溶液表面單分子膜：微溶或難溶物質在液體表面自動擴展,形成一個分子厚度的膜,稱為不溶性單分子膜不溶性單分子膜的應用覆蓋在湖泊、水庫表面，可減緩水分蒸發覆蓋在沙漠表面，可起到抗旱保苗的作用103祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面單分子膜：微溶或難溶物質在液體表面自動§10.5溶液表面化合物種類X

am/nm2脂肪酸二元酯類酰胺類甲基酮類甘油三酸酯類(每鏈面積)飽和酸的酯類醇類COOHCOOC2H5CONH2COCH3COOCH3COORCH2OH

0.2050.2050.2050.2050.2050.2200.216表10.5.1

化合物在單分子膜中每個分子的橫截面積至于，該表中醇類及酯類橫截面積大于0.205nm2可能是生成氫鍵的原因。104祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面化合物種類Franklin的愛心

1765年，BenjaminFranklin在英國的ClaphamCommon的小池塘水面上倒了一勺植物油：發現：

1）4ml油會在水面鋪展在大風天可使約3英畝水面波浪平服。2）再多的油便不再鋪展3）后人認為此時的油膜厚20?(2.5nm)

——單分子膜105祝大家學習愉快，天天進步！Franklin的愛心105祝大家學習愉快，天天進步！Franklin的愛心富蘭克林（1706～1790）Franklin，美國物理學家，發明家，政治家，社會活動家。富蘭克林在1765年的時候，帶著愛人在英國的ClaphamCommon休假，所住的房間旁邊有一池塘。晚上刮大風，刮起池塘的水浪拍打著池邊的聲音很大，較嘈雜。那時的人們包括她愛人覺得科學家應是無所不能的，于是激將富蘭克林。讓他想辦法把這聲音給弄平息掉。第二天起來富蘭克林見風沒有頭一晚那么大了。但仍然刮起很大的浪。富蘭克林跑到了廚房舀一小勺油倒在了水里，過了一會兒奇跡出現了，水里波浪平息了。但大風仍然在刮。于是富蘭克林將這一事件記錄了下來。后人根據他留存下來的資料，依據當時的情景推算：一小勺油約為4ml的油在大風天可使約3英畝的水面波浪平服。后人認為此時的油膜厚度為20A(2.5nm)。也就是每個油分子平鋪在了水面上，剛好形成了單分子薄膜。后人也反復作過實驗，油多了少了都不行。由此單分子膜的概念應該是富蘭克林發現的，同時納米的概念由此誕生。106祝大家學習愉快，天天進步！Franklin的愛心富蘭克林（1706～1Franklin的愛心1950Langmuir和他的學生Blodgett（女）首創了一種膜轉移技術：使得不溶物單分子層可以通過非常簡單的辦法轉移到固體基質上，并且保持其定向排列的分子結構，

近20年來，利用此技術進行分子組裝，發展新型光電子材料，智能材料成為高新技術發展的一個熱點。L－B技術107祝大家學習愉快，天天進步！Franklin的愛心1950Langmuir和他的學生BFranklin的愛心你或許不知這樣一位科學家，還有點天生的不足，那就是他的“口吃”，也就是常說的“結巴”。當他在課堂上別人以口齒伶俐巧言善辯，對某個問題爭執不休的時候，他插不上嘴。但是他總是以勤快而利索的動作將自己的觀點手寫在一張紙上，舉在同學們眼前而取勝。因此練就了手寫記錄的習慣。

108祝大家學習愉快，天天進步！Franklin的愛心你或許不知這樣一位科學家，還有點天生的Franklin的愛心

這件事上我們應懂得這樣幾件事。

首先，是老婆也好，情人也好，女朋友也好，總之你心愛的女人的話是要聽的。聽聽女人的話是有好處的，要不就沒有這樣的發明與發現了。

其次，要養成善于記錄的習慣，要是沒有富蘭克林的記錄，后人也沒法考證的。有時的缺點也會變成優點，說的是富蘭克林小時候的“口吃”。

第三，掙了錢要善于休息，度假旅游什么的。

第四，毛主席說過“學習是學習，實踐也是學習”（不知道毛主席真的說過沒有？）

109祝大家學習愉快，天天進步！Franklin的愛心

這件事上我們應懂得這樣幾件事。§10.5溶液表面親水基-極性集團親油基-長鏈非極性基團結構：4.表面活性劑表面活性劑——能顯著降低水的表面張力的一類兩親性質的有機化合物。即分子間同時含有親水的極性基團和憎水的非極性碳鏈或環。親油基親水基油酸表面活性劑的結構特征COO-CH3(CH2)7=CH(CH2)7H+110祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面親水基-極性集團親油基-長鏈非極性基團§10.5溶液表面因此表面活性劑分子加入水中時，其親水基受到極性很強的水分子的吸引，而竭力鉆入水中。憎水基是親油的，則傾向翹出水面或鉆入非極性的有機溶劑或油類的另一相中。使表面活性分子定向排列在界面層中，形成單分子表面膜。前述許多長碳氫鏈化合物CnH2n+1X的橫截面均為0.205nm2，這正是碳氫鏈的橫截面。111祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面因此表面活性劑分子加入§10.5溶液表面表面活性劑通常采用按化學結構來分類，分為離子型和非離子型兩大類。當表面活性物質溶于水時，凡能電離生成離子的，稱為離子型表面活性物質。凡在水中不能電離的,稱為非離子型表面活性物質。離子型表面活性分子按其在水溶液中解離后具有表面活性作用的部分的電性,分為陽離子型、陰離子型和兩性型表面活性劑。(1)表面活性劑的分類

(按化學結構來分)

顯然陽離子型和陰離子型的表面活性劑不能混用，否則可能會發生沉淀而失去活性作用。112祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面表面活性劑通常采用按化學結構來§10.5溶液表面113祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面113祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面（2）表面活性劑的基本性質----在水溶液表面吸附和形成膠束----表面活性劑的兩個重要參數：cmc和HLB臨界膠束濃度---開始形成膠束的最低濃度稱為cmc

。

表面活性劑在水中隨著濃度增大，表面上聚集的活性劑分子形成定向排列的緊密單分子層，多余的分子在體相內部也三三兩兩的以憎水基互相靠攏，聚集在一起形成膠束。這種多分子聚集體稱為膠束。114祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面（2）表面活性劑的基本性質----在水§10.5溶液表面(a)稀溶液c

<cmc(b)開始形成膠束c=cmc(c)大于臨界膠束c

>cmc球狀膠團

γⅠⅡⅢcO

γⅠⅡⅢcO

γⅠⅡⅢcO分子自動聚集表面，使

。達飽和時，形成單分子膜，降到最低。超過cmc時，膠束變大，變多。115祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面(a)稀溶液c<cmc(b)開始§10.5溶液表面表面活性劑的許多性質在cmc處發生轉折，例如電導率，滲透壓、去污能力、增溶作用等。表面活性劑溶液的性質c116祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面表面活性劑的許多性質在§10.5溶液表面膠束的形狀可依濃度不同而呈球狀、橢球狀、棒狀及層狀。圖各種締合膠束的形狀球狀層狀棒狀117祝大家學習愉快，天天進步！§10.5溶液表面膠束的形狀可依濃度不同而呈球狀、橢球