物化实验期末考试说明时间地点：17周周五（12月28日）上午1-2节，物化实验室方式：闭卷笔试范围：本学期开设的十个物化实验重点：实验原理及操作方法题型：单选（10题，20分），填空（10题，20分），简答（6题，48分），实验
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（1题，12分）关于实验报告：吴田所带实验的实验报告稍晚由学习委员发给大家。考试当天交齐全部实验报告，存档。实验报告中有待改进的地方实验环境：需写明所用试剂的浓度或纯度，仪器型号实验原理：所列出的公式需说明每个物理量的含义记录与处理：通常包含以下内容1）原始数据记录，一定要注明单位；2）数据处理中用到的运算公式；3）作图，曲线要平滑，不用连接所有的数据点；4）结论；5）如与教材或文献值偏差较大，可作误差分析数据处理中的常见问题表面张力的测定：根据得到的表面张力-浓度曲线做切线求斜率电导法测定醋酸的电离常数无水乙醇-乙酸乙酯双液系相图的测定电泳丙酮碘化反应：lgT对C作图电渗：电导率的计算（所乘以的电导池常数取值1.013还是101.3？）；电流的数值（4mA还是4A）；电势差的计算中，所代入数值的量纲是否正确？§13.3溶液的表面吸附溶液的表面吸附——Gibbs吸附公式溶液表面吸附——Gibbs吸附公式溶液貌似均匀，实际上表面相的浓度与本体不同把物质在表面上富集的现象称为表面吸附表面浓度与本体浓度的差别，称为表面过剩，或表面超量简易实验方法证明表面过剩的存在：向含有某种溶质的溶液中加入表面活性剂，加入大量空气使其发生泡沫，分析泡沫中浓度。泡沫中浓度大大高于原溶液浓度。（应用：提取稀有元素的泡沫浮选法）Gibbs自由能的降低（热力学角度研究表面过剩现象）表面积的缩小和表面张力的降低，都可以降低系统的Gibbs自由能。Gibbs自由能的降低纯液体降低系统Gibbs自由能的唯一途径是尽可能的缩小液体表面积。溶液降低表面自由能的方法除了尽可能地缩小表面积外，还可调节不同组分在表面层中的数量若加入的溶质能降低表面张力，则溶质力图浓集在表面层上；当溶质使表面张力升高时，则它在表面层中的浓度比在内部的浓度来得低。Gibbs吸附公式式中G2是溶质的表面过剩。a2是溶质2的活度，dg/da2是在等温下，表面张力g随溶质活度的变化率。Gibbs吸附公式Gibbs用热力学方法求得定温下溶液的浓度、表面张力和吸附量之间的定量关系式1.dg/dc2<0，增加溶质2的浓度使表面张力下降，G2为正值，是正吸附。表面层中溶质浓度大于本体浓度。表面活性物质属于这种情况。2.dg/dc2>0，增加溶质2的浓度使表面张力升高，G2为负值，是负吸附。表面层中溶质浓度低于本体浓度。非表面活性物质属于这种情况。§13.4液-液界面的性质液-液界面的铺展单分子表面膜——不溶性的表面膜表面压*曲线与表面不溶膜的结构类型不溶性表面膜的一些应用§13.4液-液界面的性质一种液体能否在另一种不互溶的液体上铺展，取决于两种液体本身的表面张力和两种液体之间的界面张力。一般说，铺展后，表面自由能下降，则这种铺展是自发的。大多数表面自由能较低的有机物可以在表面自由能较高的水面上铺展。液-液界面的铺展设液体1，2和气体间的界面张力分别为g1,g,g2,g和g1,2在三相接界点处，g1,g和g1,2企图维持液体1不铺展而g2,g的作用是使液体铺展如果g2,g>(g1,g+g1,2)，则液体1能在液体2上铺展反之，则液体1不能在液体2上铺展单分子表面膜——不溶性的表面膜两亲分子具有表面活性，溶解在水中的两亲分子可以在界面上自动相对集中而形成定向的吸附层（亲水的一端在水层）并降低水的表面张力1765年Franklin就曾用油滴铺展到水面上，得到厚度约为2.5nm的很薄油层单分子表面膜——不溶性的表面膜又有人发现某些难溶物质铺展在液体的表面上所形成的膜，确实是只有一个分子的厚度，所以这种膜就被称为单分子层表面膜。制备时要选择适当的溶剂，如对成膜材料有足够的溶解能力，在底液上又有很好的铺展能力，其比重要低于底液，且易于挥发等。成膜材料一般是：（1）两亲分子，带有比较大的疏水基团（2）天然的和合成的高分子化合物表面压式中p称为表面压，g0为纯水的表面张力，g为溶液的表面张力。由于g0>g，所以液面上的浮片总是推向纯水一边。由实验可以证实表面压的存在。在纯水表面放一很薄的浮片，在浮片的一边滴油，由于油滴在水面上铺展，会推动浮片移向纯水一边，把对单位长度浮片的推动力称为表面压。1917年Langmuir设计了直接测定表面压的仪器。Langmuir膜天平Langmuir膜天平图中K为盛满水的浅盘，AA是云母片，悬挂在一根与扭力天平刻度盘相连的钢丝上，AA的两端用极薄的铂箔与浅盘相连。XX是可移动的边，用来清扫水面，或围住表面膜，使它具有一定的表面积。在XXAA面积内滴加油滴，油铺展时，用扭力天平测出它施加在AA边上的压力。这种膜天平的准确度可达1×10-5N/m。不溶性表面膜的一些应用（1）降低水蒸发的速度（2）测定蛋白质分子的摩尔质量c是单位表面上蛋白质的质量（3）使化学反应的平衡位置发生移动测定膜电势可以推测分子在膜上是如何排列的，可以了解表面上的分布是否均匀等等。§13.6液-固界面——润湿作用粘湿过程浸湿过程铺展过程接触角与润湿方程§13.6液-固界面——润湿作用什么是润湿过程？润湿过程可以分为三类，即：粘湿、浸湿和铺展滴在固体表面上的少许液体，取代了部分固－气界面，产生了新的液－固界面。这一过程称之为润湿过程粘湿过程液体与固体从不接触到接触，使部分液-气界面和固-气界面转变成新的固-液界面的过程液固设各相界面都是单位面积，该过程的Gibbs自由能变化值为：称为粘湿功粘湿功的绝对值愈大，液体愈容易粘湿固体，界面粘得愈牢什么是浸湿过程？该过程的Gibbs自由能的变化值为：在恒温恒压可逆情况下，将具有单位表面积的固体浸入液体中，气－固界面转变为液－固界面的过程称为浸湿过程称为浸湿功，它是液体在固体表面上取代气体能力的一种量度，有时也被用来表示对抗液体表面收缩而产生的浸湿能力，故又称为粘附张力液体能浸湿固体固体浸湿过程示意图气液固固体浸湿过程示意图气液固体浸湿过程示意图气液固体浸湿过程示意图气液固体浸湿过程示意图气液固体浸湿过程示意图气液固体浸湿过程示意图气液固铺展过程等温、等压条件下，单位面积的液固界面取代了单位面积的气固界面并产生了单位面积的气液界面，这种过程称为铺展过程.S称为铺展系数，若S≥0，说明液体可以在固体表面自动铺展。等温、等压条件下，可逆铺展单位面积时，Gibbs自由能的变化值为铺展过程固液气固液气固液气固液气固液气固液气固液气固液气固液气固液气固液气固液气液体在固体表面上的铺展接触角与润湿方程在气、液、固三相交界点，气-液与气-固界面张力之间的夹角称为接触角，通常用q表示。接触角与润湿方程若接触角大于90°，说明液体不能润湿固体，如汞在玻璃表面；若接触角小于90°，液体能润湿固体，如水在洁净的玻璃表面。接触角的大小可以用实验测量，也可以用公式计算接触角与润湿方程可以利用实验测定的接触角和气-液界面张力，计算润湿过程的一些参数能被液体所润湿的固体，称为亲液性的固体，常见的液体是水，所以极性固体皆为亲水性固体。不被液体所润湿者，称为憎液性的固体。非极性固体大多为憎水性固体。
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