液体的表面现象ppt课件.ppt

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1、第5章液体的表面张力课程：制印化学基础授课对象：2010级印刷工程班油墨在纸张上比在塑料上容易印刷？与界面相关的自然现象为什么自然界中液滴、气泡总是圆形的？为什么气泡比液滴更容易破裂？天空为什么会下雨？人工降雨依据什么原理？向高空抛撒粉剂为什么能人工降雨？为什么会产生液体过热现象？加入沸石为什么能消除过热现象？制印化学课程主要内容第一篇高分子化学与物理第二篇界面化学第5章液体的表面现象第6章固体的表面现象第7章表面活性物质第三篇染料及颜料化学第5章液体的表面现象▲了解表面张力、表面能的概念，理解表面

2、张力的影响因素；▲掌握弯曲液面的附加压力、饱和蒸汽压的概念及其计算；▲理解溶液表面的吸附现象；▲掌握粘附功、内聚功概念及液体在液面展开的必要条件本章学习要求Introduction2007年度诺贝尔化学奖授予德国科学家格哈德•埃特尔，以表彰他在“固体表面化学过程”研究中作出的贡献，他获得的奖金额将达1000万瑞典克朗(约合154万美元)。引言—界面化学引言▲表面化学（界面化学）：原子、分子尺寸上研究相界面上发生的各种物理、化学过程的科学界面化学概述1.基础科学胶体化学、相催化理论、生物化学、材料化

3、学、环境、化学、冶金学、选矿学等2.应用广泛常规实践---原油开采、废水治理、纤维染色、催化反应等等；尖端科学---航空、航天；生物生命现象3.印刷工业---制版、印刷、油墨制造、承印物选择与表面有关的有趣魔术水上漂针5.1表面张力和比表面能5.1.1表面张力的概念内部分子：合力为零表面分子：受垂直于液面且指向液体内部的力GL气液表面ABCDFCFB重点液体表面具有沿着表面方向收缩的趋势，这种使液体表面收缩的力称为表面张力。将一含有一个活动边框的金属线框架放在肥皂液中，然后取出悬挂，活动边在下面。由

4、于金属框上的肥皂膜的表面张力作用，可滑动的边会被向上拉，直至顶部。如果在活动边框上挂一重物，使重物质量W2与边框质量W1所产生的重力F与总的表面张力大小相等方向相反，则金属丝不再滑动。l/2是滑动边的长度，因膜有两个面，所以边界总长度为l，就是作用于单位边界上的表面张力。这时=σl在两相(特别是气-液)界面上，处处存在着一种张力，这种力垂直于表面的边界，指向液体方向并与表面相切。把作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用g或表示。表面张力的单位是：N·m-1。表面能----物质表层分子具有的位

5、能。5.1.2比表面能的概念重点GL气液表面FCFB比表面能----恒温恒压下，增大单位表面积所做的功。W′=F×dx=σl×dx=σ×dA增加单位表面积所做的功σ=W′/dA---比表面能（J/m2）表面张力存在实例◆昆虫液面行走◆水滴呈近似球体◆泳装紧贴身体5.1.3比表面自由能恒温恒压，所含物质的量不变dG=σdAσ=dG/dA比表面自由能如σ可变：dG=σdA+Adσ◆σ不变，则dG=σdA，即dA<0为自发过程（缩小表面积的过程为自发---水滴、汞滴为球型）◆A不变，则dG=Adσ，即dσ

6、<0为自发过程（表面张力下降的过程为自发---固体的吸附现象）◆σ、A均变，则dG<0的过程为自发过程（水滴在玻璃板上自动铺开）Discussion重点dG=σdA5.1.4影响表面张力的因素▲物质的本质分子间作用力大，表面张力大。σ金属>σ离子化合物>σ极性共价物>σ非极性共价物▲温度温度升高，分子间距离大，分子间作用力小，表面张力下降。σ(Vm)2/3=k(Tc-T)---约特奥斯经验式（Vm---液体的比容）σ(Vm)2/3=k(Tc-T-6)重点看表7-1和7-2，总结规律▲与另一相物质有关

7、σ/(Nm-1)水----正庚烷0.0502苯0.0350汞0.415纯液体的表面张力是指与饱和了其本身蒸汽的空气之间的界面张力。2008200920102011影响表面张力的因素▲两相分子间作用力的差距差距越大，界面张力越大。σ水-辛醇<σ水-乙醚<σ水-辛烷▲杂质杂质与液体分子间的作用力小于液体分子间的作用力，杂质将被挤到液体表层中去，从而使液体的表面张力下降。AB水μ=1.87D;辛醇μ=1.6D乙醚μ=1.18D;辛烷μ=0D1.在平面上对一小面积AB，沿AB的四周每点的两边都存在表面张力，

8、大小相等，方向相反，所以没有附加压力设向下的大气压力为po，向上的反作用力也为po，附加压力ps等于零。5.2.1弯曲表面上的附加压力5.2弯曲液面的表面现象2.在凸面上由于液面是弯曲的，则沿AB的周界上的表面张力不是水平的，作用于边界的力将有一指向液体内部的合力所有的点产生的合力和为ps，称为附加压力凸面上受的总压力为：3.在凹面上由于液面是凹面，沿AB的周界上的表面张力不能抵消，作用于边界的力有一指向凹面中心的合力所有的点产生的合力和为ps，称为附加压力凹面上受的