表面化学

表面张力（N/m）；表面吉布斯自由能（J/m^2）；弯曲表面上的附加压力ps；弯曲表面上的蒸气压—达尔文公式。

表面化学

• 表面张力（N/m）
  • 液体表面基本特性是尽可能缩小表面积
  • 分子之间作用力大 表面张力也大
  • 表面张力随温度升高而下降
• 表面吉布斯自由能（J/m^2）
  • 等温等压下组成恒定的的封闭系统可逆改变单位表面积所引起的G的变化值
  • 表面张力 表面自由能和表面功
    • 可以使用相同数值并具有相同数值
• 弯曲表面上的附加压力ps
  • 指向曲面圆心的合力
  • 凹液面受到净压力p0-ps凸液面p0+ps
• 弯曲表面上的蒸气压—达尔文公
  • 蒸气压pr
  • 平面上的蒸气压p0
  • 液滴半径越小蒸气压越高液泡半径越小蒸气压越低
  • 新相难成（解释ps的方向）
• 吉布斯吸附等温式
  • 降低表面张力的溶质称为表面活性物质能显著降低的称为表面活性剂
  • 非表面活性物质（无机盐和非挥发性酸碱）
  • 降低自身表面张力途径
    • 收缩以减小表面积
    • 加入溶质使表面浓度升高
    • 表面吸附：溶质在表面层浓度低于本体浓度，表面张力升高
    • 表面过剩：单位面积表面层中含溶质的n与（含相同溶剂n1）本体n的差
    • 表面活性剂
      • 在液气界面上作定向排列的分子达一定浓度形成紧密分子层 此时表面过剩达到最大值
      • 有润湿 起泡 增溶 乳化 洗涤作用亲水亲油平衡（HLB）值可做选择参考，越大亲水性越好
      • 临界胶束浓度（CMC） 继续增加表面活性剂 多余的表面活性分子将疏水基靠在一起 亲水基向外开始出现胶束的浓度称为CMC
• 液-液和液-固界面
  • 表面活性物质
    • 一般由亲水亲油基团组成两亲分子溶于水后亲水在水中 亲油朝向大气
  • 表面层中疏水基团密度与液态烃密度接近时形成不溶性单分子膜
  • 在表面上这种膜作用于单位长度边界上的力称为表面压π
  • 铺展系数S≥0时液体可在固体表面自动铺展
  • 接触角θ＞90°固体不被润湿，0°＜θ＜90°固体可以被润湿，θ指三相交界处气液张力与固液张力之间的夹角
• 固体表面吸附
  • 物理吸附
    • 作用力接近于范德华力
    • 吸附热接近气体液化热（较小）
    • 可以单层或多层吸附
    • 吸附较快
    • 低温
  • 化学吸附
    • 作用力接近于化学键力
    • 吸附热接近反应热（较大）
    • 单层吸附
    • 温度升高吸附速度加快（较慢）
    • 有选择性，吸附很稳定
  • 吸附一般放热（吸热取负，放热取正）
    • 吸附热是覆盖率θ的函数
  • 朗缪尔吸附等温式压力很低时表面覆盖率θ与压力成正比
    • 1固体表面均匀
    • 2被吸附分子间无相互作用
    • 3吸附是单分子层的
    • 4吸附是吸附和解吸达平衡的结果
  • BET二常数吸附等温式
    • 接受1，4观点