archivetemp胶体界面化学.docx

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1、“胶体”定义：指具有高度分散的分散体系（亦是研究对象），分散相可以是一相和多相，粒子大小通常为10－7～10－9m之间。亲液胶体（溶胶）：如蛋白质、明胶，是热力学稳定体系憎液胶体（溶胶）：如金溶胶、硫化砷溶胶，是热力学不稳定体系通常按分散程度不同可将分散体系分为三类：粗分散、胶体分散、分子分散胶体的各种性质与表面密切相关，所以研究表面现象就成为胶体化学的重要内容之一胶体化学的研究内容包括三个方面：表面现象，分散体系和高分子溶液。对于纯液体，在恒温、恒压下，可以的增加体系的表面积dA，则环境必须做功W′，应正比于表面积的增量，设比例常数σ。则：，式1-

2、1比例常数σ为表面能，单位J·m-2σ（表面能）的定义：恒温恒压下，可逆地增加单位表面积，环境对体系所做的功，单位J·m-2。可以看出，σ既是表面能，又是体现在单位长度上液体表面的收缩力，所以又称为表面张力，单位为N·M-1（mN·m-1）。表面张力（σ）：单位长度液体表面的收缩力，单位N·m-1（或mN·m-1）Laplace方程：表明ΔP与σ成正比，与曲率半径成反比，即曲率半径越小，ΔP越大，几种特殊情况：讨论：1、曲面为球面，则R1=R2=R，ΔP=2σR2、曲面为柱面，则R1=R，R2=∞，ΔP=σ/R3、气泡存在两个g-l界面，且R1=R2

3、=RΔP=4σ/RGibbs吸附公式:如果是理想溶液或浓度很稀时，用C代替a。表面“过剩量”的含义：设组分i在α、β相中的浓度分别为Ciα、Ciβ，两个体相若以Gibbs几何面分开，则体系中i组分的物质的量为CiαVα、CiβVβ。实际上表面相i组分的浓度不同，且不均匀，它们的物质量之差为：niσ=ni-(CiαVα+CiβVβ)niσ就代表i组分的表面“过剩量”，实质为表面浓度与体积浓度的差值。接触角：在固、l、g三相交界处，作l-g界面的切线，由此切线经液体内部与液固界面所成的夹角。热力学判据接触角判据沾湿-Wa=σg-l(1+cosθ)≥0θ≤

4、180°浸湿A=σg-lcosθ≥0θ≤90°铺展S=σg-l(cosθ-1)≥0θ≤0°固体表面能定义：恒温、恒压下产生单位新表面积时所产生的体系Gibbs函数的增量。Gs也是恒温、恒压时产生单位新表面积时环境所耗费的可逆功，此功也常称作为内聚功.表面张力：新产生的两个固体表面的表面应力之和的一半叫表面张力。吸附等温线的类型：类型Ⅰ：单分子层吸附，远低于P0时，即吸满单分子层，P上升,不再增加。类型Ⅱ：S型吸附等温线（常见），低压下为单分子层，压力增加，产生多分子层吸附。类型Ⅲ：较少见，一开始即为多分子层吸附。类型Ⅱ、Ⅲ在P→P0时，曲线趋于纵轴平

5、行线的渐近线，表明产生了吸附质的凝聚。类型Ⅳ：低压下产生单分层吸附，压力增加，吸附剂的孔隙结构中产生毛细凝聚，急剧上升，毛细孔中装满吸附质后,不再上升。类型Ⅴ：低压下即产生多分子层吸附，压力增加，毛细凝聚。Langmuir单分子层吸附理论Langmuir根据分子间作用力随距离上升而迅速下降的事实，提出了他的吸附理论，他假设：（1）被吸附分子间无作用力，因而分子脱附不受周围分子的影响。（2）只有碰撞在空间表面的分子才有可能被吸附（单分子层吸附）。（3）固体表面是均匀的，各处吸附能相同。Langmuir方程：BET多分子层吸附理论的基本假设：①固体表面是

6、均匀的，同层分子（横向）间没有相互作用，分子在吸附和脱附时不受周围同层分子的影响。②物理吸附中，固体表面与吸附质之间有范德华力，被吸附分子间也有范德华力，即吸附是多分子层的。影响溶液中吸附的因素：（1）极性物易溶于极性溶剂，非极性物易溶于非极性溶剂。（2）温度。（3）溶解度。（4）同系物的吸附规律：一般随C-H链的增长吸附有规律的增加和减少。（5）吸附剂的孔隙大小。（6）吸附剂的表面化学性质。（7）混合溶剂的影响。（8）多种溶质的混合溶液。（9）盐的影响。固体在高分子溶液中的吸附一般特点：1、吸附高分子是可溶的，因而是线性的。且一般高分子是多分散的，

7、吸附与自多组份中的吸附相似。2、同一界面上由于高分子有多种构型，所以吸附平衡时间长。3、描述高分子吸附状态需要参数很多，建立模型困难不易定量处理。4、T上升，吸附量上升，这与其它吸附不同。5、吸附膜厚。6、吸附高分子可以被其它高分子所取代，即产生交换吸附。7、吸附平衡后，用同一种溶剂稀释，可产生脱附。离子选择性吸附：极性吸附剂在多种离子混合溶液中，表面出对某种离子吸附的选择性，即某种离子吸附较多，某种离子吸附较少，这种吸附称离子的选择性吸附。离子交换吸附的三个特点：（1）同电性离子等电量交换。（2）离子交换吸附是可逆的，吸附和脱附速度受溶液中离子浓度

8、的影响。（3）吸附速度较慢，吸附平衡需要时间。离子交换吸附的强弱规律：（1）带正电的吸附剂容易吸附负离子，反