1、作業：第十一章 1，2閱讀：A. 7.7103 電解池中的電極反應析出電勢：電解液中每種離子析出時均對應一個電極注：析出電勢不是和r H+析出，H+|H2(101.325kPa)， OH析出，O2(101.325kPa)|OH， Ag+析出，Ag+|Ag，ir稱Ag+的析出電勢。如此時ir稱H+的析出電勢；此時ir稱OH的析出電勢； 離子在電極上的析出順序(即電極反應的確定)：U外 ir,陽- ir,陰 ir,陽越小、 ir,陰越大，所需的U外越小。當電解池U外逐漸增大時， 在陽極上總是析出電勢較小的物質較先析出，在陰極上則是析出電勢較大的物質較先析出。陽： ir(A-) ir(B-) ir(

2、C-)，則析出順序 C-B-A-陰： ir(A+) ir(B+) ir(C+)，則析出順序 A+B+C+隨A不斷析出， ir(A+) ，直至ir(A+) = ir(B+) A+, B+同時(即B+開始)析出應用：析出電勢懸殊的金屬離子的分離； 析出電勢接近的金屬制備合金。電極過程動力學基本要求電極極化及超電勢的概念。極化對電池和電解池的影響。電解池中電極反應的確定。第十一章 表面化學與膠體的基本知識Chapter 11 Interface Chemistry and Colloid引言：表面化學(界面化學)：研究各種相界面的性質，具有巨大界面積系統的特殊性質(界面效應)。 膠體：是一類具有巨大

3、界面積的系統。 應用廣泛。本章：實用性強，科研活躍。以前各章為什么不提出表面的特殊性。111 基本概念gl表面一、表面功 (Surface work)1. 表面分子的特殊性受力情況特殊： 內部分子：合力為0 熱運動不需要做功 表面分子：不對稱力場(不均勻力場) 分子傾向于鉆入液體內部 能量情況特殊： 將一個內部分子移動到表面上，環境要克服不 對稱力場而做功。 (表面分子) (內部分子)2. 表面功將內部分子移至表面，環境做功。結果 (1)分子能 量增加，(2) 系統A，因此稱“表面功”。 定義：在等溫等壓定組成的條件下，可逆地增大系統的表面積時所做的功，W 計算：等T、p、組成時，可逆增大面積

4、dA，則若比例系數為 - ，則二、表面能 (Surface energy)1. 表面能： 的物理意義：為系統增大1m2表面積時環境所做的表面功，即1m2表面上的分子比同數量的內部分子多出的能量， 稱比表面能，J.m-2。 Specific surface energy 表面能： A2. 表面熱力學的基本關系式和的定義任意系統(W =0)的基本關系式為任意系統的基本關系式為在表面熱力學中，W為表面功 以上四式是全微分 其中 分別為比表面Gibbs函數三、表面張力 (Surface tension)表面的不對稱力場表面分子企圖“鉆入” 內部表面收縮(A)：即宏觀存在表面收縮力1. 定義：作用在表面

5、上，企圖使表面收縮的力，N.m-1。它是表面不對稱力場的度量。2. 與比表面能的關系：lFdx膜環境以力F將理想橫桿可逆下拉距離dx，則W -Fdx (環境作功) -F上dx (可逆) - (2l)dx - dA即 - dA - dA 結論：與是兩個意義不同、單位不同、數值相同、量綱相同的物理量。兩者相通，是同一表面性質的兩種不同描述方式。統稱表面張力，符號。其他界面張力： s-g， l-l ， s-l ， s-s3. 影響表面張力的主要因素所以 與T，p，組成有關。對于純液體， f（T，p）(1) T 對 的影響：T，l-g差異， 即 p對 的影響很小(2) p對 的影響：四、巨大表面系統是

6、熱力學不穩定系統表面能A隨A的增大而增大例如：1g水（25C） (1) 球體，A=4.8510-4 m2， A = 3.510-5 J， 可忽略；(2) 若為r10-9m的小球， A=3000 m2， A = 220 J。(可使1g水升溫50K)因此，巨大表面系統是高G系統112 彎曲表面下的附加壓力(Additional pressure under curved surface)一、附加壓力的產生以液體表面為例ABpp外平面AB，受力平衡，pp外ABpp外凸面AB， 不能完全抵消，合力指向液體內部，p p外ABpp外凹面AB， 不能完全抵消，合力指向外部，p p外定義：界面兩側(p與p外)的壓力差，p產生原因：在彎曲界面上，表面張力不能相互抵消。p的方向：p加在曲率半徑中心一側r設想剖面二、附加壓力的大小Young-Laplace方程以半徑為r 的小液滴為例YL方程(1) 意義：p是由引起的一種表面現象。(2)小氣泡大氣泡(3) 對由液膜形成的氣泡，YL方程為(4) 其他彎曲界面的YL方程：例：室溫時小水滴，r =1mm時， p200Pa