表面现象与分散系统

分散系统是一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统。 整个自然界都是由各种分散体系组成的。所谓分散系统，是一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统。如牛奶中奶油液滴分散在水中，颜料分散在有机液体中形成油漆等等。通常把被分散的物质称分散相（dispersed phase），起分散作用的物质叫分散介质（dispersing medium)。

表面现象与分散系统

• 表面现象
  • 表面张力 σ
    • 强度性质
    • 在相表面的切面上，垂直作用于表面上任意单位长度切线的表面紧缩力
    • 计算
      • 平面 附加压力＝0
      • 凸液面 附加压力△P 合力指向球心
      • 凹液面 附加压力△P 合力指向球心
      • △ p=2σ/r
      • 肥皂泡△ p=4σ/r
    • 曲率半径对蒸汽压的影响
      • 开尔文公式 ln（pr'/p'）=（2σM）/（RTrρ）
      • 液滴半径越小，其饱和蒸汽压pr'比平面液体蒸汽压p'大的多
      • 液体中有小气泡，气泡半径越小，其饱和蒸汽压pr'比平面液体蒸汽压p'小
  • 表面吉布斯函数（又称表面能）σ
    • 强度性质，表面能与表面张力数值相同但物理意义不同，单位也不同
    • 强度性质
    • 等温等压条件下，增加单位面积所引起吉布斯函数的增量（即单位表面积上的分子比相同数量的内部分子“超额”吉布斯函数）
    • 影响因素
      • 温度
        • 升高温度液体分子间引力减弱，表面能/表面张力降低
      • 压强
        • 增加压力使表面能/表面张力减小
      • 相界面组成
        • 固体＞液体
  • 毛细管现象
    • h=（2σcosθ）/（ρgR）
    • R为毛细管半径
    • cosθ＞0，（凹液面）液面上升
    • cosθ＜0，（凸液面）液面下降
  • 溶液表面吸附
    • 溶质在表面层中与在本体溶液中浓度不同的现象
    • 溶质在表面层浓度＞本体浓度→正吸附→表面张力降低
      • 可溶性有机物（表面活性剂）
    • 溶质在表面层浓度＜本体浓度→负吸附→表面张力升高
      • 无机盐和不挥发无机酸碱
    • 吉布斯吸附公式
• 分散系统
  • 溶胶
    • 热力学不稳定系统
    • “电泳”
      • 分散相粒子在液体介质中做定向移
    • “电渗”
      • 固定胶粒不动而使液体介质在电场中发生定向移动
    • 胶粒结构
      • 聚沉值
        • 聚沉能力越强，数值越小
        • 影响因素
          • 反离子价数越高，聚沉能力越强
          • 同离子价数越高，聚沉能力越弱