10 界面现象.ppt

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1、Interface Phenomena第十章第十章界面现象界面现象表面吉布斯自由能和表面张力表面吉布斯自由能和表面张力表面吉布斯自由能和表面张力表面吉布斯自由能和表面张力弯曲表面下的附加压力和蒸汽压弯曲表面下的附加压力和蒸汽压弯曲表面下的附加压力和蒸汽压弯曲表面下的附加压力和蒸汽压液体界面的性质液体界面的性质液体界面的性质液体界面的性质不溶性表面膜不溶性表面膜不溶性表面膜不溶性表面膜液液液液-固界面现象固界面现象固界面现象固界面现象表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用固体表面的吸附表面和界面表面和界面(surfaceandinterface)界面是指两相接触

2、的约几个分子厚度的过渡区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。常见的界面有：气-液界面，气-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。严格讲表面应是液体和固体与其饱和蒸气之间的界面，但习惯上把液体或固体与空气的界面称为液体或固体的表面。表面和界面表面和界面(surfaceandinterface)常见的界面有常见的界面有：1.气气-液界面液界面表面和界面表面和界面(surfaceandinterface)2.气-固界面表面和界面表面和界面(surfaceandinterface)3.液-液界面表面和界面表面和界面(surfaceandinterface)4.液液-固界面固界面表面和界面表

3、面和界面(surfaceandinterface)5.固-固界面界面现象的本质界面现象的本质 表面层分子与内部分子相比，它们所处的环境不同。体相内部分子所受四周邻近相同分子的作用力是对称的，各个方向的力彼此抵销；但是处在界面层的分子，一方面受到体相内相同物质分子的作用，另一方面受到性质不同的另一相中物质分子的作用，其作用力未必能相互抵销，因此，界面层会显示出一些独特的性质。相相界面相界界面面特特征征：几几个个分分子子厚厚、结结构构和和性性质质与与两两侧体相均不同侧体相均不同 两相间的界面并非几何平面，而是具有两相间的界面并非几何平面，而是具有一定厚度的界面层界面相一定厚度的界面层界面相体相体相

4、界面特征界面特征界面现象的本质界面现象的本质最简单的例子是液体及其蒸气组成的表面。液体内部分子所受的力可以彼此抵销，但表面分子受到体相分子的拉力大，受到气相分子的拉力小（因为气相密度低），所以表面分子受到被拉入体相的作用力。这种作用力使表面有自动收缩到最小的趋势，并使表面层显示出一些独特性质，如表面张力、表面吸附、毛细现象、过饱和状态等。界面现象的本质界面现象的本质比表面（比表面（specific surface area）比表面通常用来表示物质分散的程度，有两种常用的表示方法：一种是单位质量的固体所具有的表面积；另一种是单位体积固体所具有的表面积。即：式中，m和V分别为固体的质量和体积，A为

5、其表面积。目前常用的测定表面积的方法有BET法和色谱法。分散度与比表面分散度与比表面把物质分散成细小微粒的程度称为分散度。把一定大小的物质分割得越小，则分散度越高，比表面也越大。例如，把边长为1cm的立方体1cm3逐渐分割成小立方体时，比表面增长情况列于下表：边长l/m 立方体数 比表面Av/（m2/m3）110-216102110-31036103110-51096105110-710156107110-910216109分散度与比表面分散度与比表面从表上可以看出，当将边长为10-2m的立方体分割成10-9m的小立方体时，比表面增长了一千万倍。边长l/m 立方体数 比表面Av/（m2/m3）

6、110-216102110-31036103110-51096105110-710156107110-910216109可见达到nm级的超细微粒具有巨大的比表面积，因而具有许多独特的表面效应，成为新材料和多相催化方面的研究热点。比表面积比表面积比表面积是衡量系统分散度的物理量。比表面积是衡量系统分散度的物理量。例如：硅胶，比表面积可达到例如：硅胶，比表面积可达到300700M2g1；活性炭，比表面积可达到活性炭，比表面积可达到10002000M2g1；1.1.汞在光滑的玻璃上呈球形，在玻璃管中呈凸形。汞在光滑的玻璃上呈球形，在玻璃管中呈凸形。2.2.水在光滑的玻璃上完全铺展，在玻璃管中呈凹形。

7、水在光滑的玻璃上完全铺展，在玻璃管中呈凹形。3.3.露珠在荷叶、草叶上呈球形。露珠在荷叶、草叶上呈球形。4.4.液体的过热、过冷，溶液的过饱和。液体的过热、过冷，溶液的过饱和。产生表面（界面）现象的原因是什么？产生表面（界面）现象的原因是什么？自然界中的表面现象举例自然界中的表面现象举例表面功（表面功（surface work）式中 为比例系数，它在数值上等于当T，P及组成恒定的条件下，增加单位表面积时所必须对体系做的可逆非膨胀功。由于表面层分子的受力情况与本体中不同，因此如果要把分子从内部移到界面，或可逆的增加表面积，就必须克服体系内部分子之间的作用力，对体系做功。温度、压力和组成恒定时，可

8、逆使表面积增加dA所需要对体系作的功，称为表面功。用公式表示为：（2）表表面面张张力力无摩擦、可自由活动肥皂膜Fldx现象现象：若撤去外力若撤去外力F，皂膜自动收缩；，皂膜自动收缩；当加大外力当加大外力F，皂膜面积会增大，且，皂膜面积会增大，且F的大小与长度的大小与长度l成正比。成正比。结论结论：即液体表面有自动收缩的趋势。即液体表面有自动收缩的趋势。产生原因：产生原因：液体表面处处存在着一种使液面紧张的力（紧缩力）。液体表面处处存在着一种使液面紧张的力（紧缩力）。相同体积的几何形状中，球形的表面积最小。相同体积的几何形状中，球形的表面积最小。一定量的液体自其他形状变为球形时，就会伴随面积的缩

9、小一定量的液体自其他形状变为球形时，就会伴随面积的缩小定义定义：沿着液面垂直作用于单位长度上的紧缩力：沿着液面垂直作用于单位长度上的紧缩力表面张力：表面张力：F=2 2l l =F/2 2l l 方向方向：对于平面，沿着平面与液面平行；：对于平面，沿着平面与液面平行；对于弯曲液面，应与液面相切对于弯曲液面，应与液面相切。表面张力（表面张力（surface tension）如果在金属线框中间系一线圈，一起浸入肥皂液中，然后取出，上面形成一液膜。(a)(b)由于以线圈为边界的两边表面张力大小相等方向相反，所以线圈成任意形状可在液膜上移动，见(a)图。如果刺破线圈中央的液膜，线圈内侧张力消失，外侧表

10、面张力立即将线圈绷成一个圆形，见(b)图，清楚的显示出表面张力的存在。恒温恒压下增加皂膜面积恒温恒压下增加皂膜面积dA时，力时，力F需对体系所作的需对体系所作的最小功（可逆非体积功）最小功（可逆非体积功）：定义表面吉布斯函数：定义表面吉布斯函数：G(G(表面表面)=)=AA 皂膜在恒皂膜在恒T T、p p下收缩时，即下收缩时，即T T、p p、N N恒定时，恒定时，可知自发降低表面吉布斯函数可知自发降低表面吉布斯函数 有两种途径有两种途径dT、pG (离子键离子键)(极性键极性键)(非极性键非极性键)3.界面张力的影响因素界面张力的影响因素与接触相的性质有关与接触相的性质有关例：例：T气相中分

11、子密度降低气相中分子密度降低 液相中分子距离液相中分子距离（有例外）（有例外）温度的影响温度的影响 极限情况：极限情况：TTc时，时，0 压力的影响。压力的影响。分散度、运动情况对分散度、运动情况对也有影响。也有影响。Pa表面分子受力不对称的程度表面分子受力不对称的程度 b气体分子可被表面吸附，改变气体分子可被表面吸附，改变,c气体分子溶于液相气体分子溶于液相 1atmH2O=72.8 mN/m10atmH2O=71.8 mN/m一般：一般：p10atm,1mN/m。eg:10.2弯曲液面的附加压力及其后果弯曲液面的附加压力及其后果10.2 弯曲表面下的附加压力与蒸气压弯曲表面下的附加压力与蒸

12、气压 弯曲表面下的附加压力1.在平面上2.在凸面上3.在凹面上Young-Laplace公式 Klvin公式 弯曲表面下的附加压力弯曲表面下的附加压力1.在平面上剖面图液面正面图研究以AB为直径的一个环作为边界，由于环上每点的两边都存在表面张力，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。Ps=Po-Po=0弯曲表面下的附加压力弯曲表面下的附加压力（2）在凸面上：剖面图附加压力示意图研究以AB为弦长的一个球面上的环作为边界。由于环上每点两边的表面张力都与液面相切，大小相等，但不在同一平面上，所以会产生一个向下的合力。所有的点产生的总

13、压力为Ps，称为附加压力。凸面受的总压力为：Po+PsPo为大气压力，Ps为附加压力。弯曲表面下的附加压力弯曲表面下的附加压力（3）在凹面上：）在凹面上：剖面图附加压力示意图研究以研究以AB为弦长的一个球为弦长的一个球形凹面上的环作为边界。由于环形凹面上的环作为边界。由于环上每点两边的表面张力都与凹形上每点两边的表面张力都与凹形的液面相切，大小相等，但不在的液面相切，大小相等，但不在同一平面上，所以会同一平面上，所以会产生一个向产生一个向上的合力。上的合力。所有的点产生的总压力为所有的点产生的总压力为Ps，称为附加压力。称为附加压力。凹面上向下的总凹面上向下的总压力为：压力为：Po-Ps，所以

14、凹面上所受，所以凹面上所受的压力比平面上小。的压力比平面上小。拉普拉斯公式拉普拉斯公式1805年年Young-Laplace导出了附加压力与曲率导出了附加压力与曲率半径之间的关系式：半径之间的关系式：对球面对球面：根据数学上规定根据数学上规定，凸面的曲率半径取正值凸面的曲率半径取正值，凹凹面的曲率半径取负值。面的曲率半径取负值。所以，凸面的附加压力指向所以，凸面的附加压力指向液体，凹面的附加压力指向气体，液体，凹面的附加压力指向气体，即附加压力总是即附加压力总是指向球面的球心。指向球面的球心。说明：说明：该形式的该形式的Laplace公式适用于球形液面。公式适用于球形液面。曲面内（凹）的压力大

15、于曲面外（凸）的压力，曲面内（凹）的压力大于曲面外（凸）的压力，p0。r 越小，越小，p 越大；越大；r 越大，越大，p 越小。越小。对平液面：对平液面：r，p0，（并不是，（并不是=0）p永远指向球心。永远指向球心。毛毛细细管管连连通通的的大大小小不不等等的的气泡气泡p加热p加热 小液滴小液滴液体中的气泡液体中的气泡肥皂泡肥皂泡分析分析：rrl hplpg （2）.毛细现象：毛细现象：当润湿角当润湿角=0时，时，r曲面曲面=r毛细管毛细管=r (1)由流体静力学有：由流体静力学有：(2).毛细管中液面下降毛细管中液面下降例例当玻璃管插入汞中或水中：当玻璃管插入汞中或水中：制造永动机制造永动机

16、 汞汞 水水 农民为何要锄地？农民为何要锄地？酒精灯的原理酒精灯的原理附加压力与毛细管中液面高度的关系附加压力与毛细管中液面高度的关系1.曲率半径R与毛细管半径R的关系：R=R/cosq2.ps=2g/R=(rl-rg)gh如果曲面为球面，则R=R。因rlrg所以：ps=2g/R=rlgh一般式：2g cosq/R=Drgh附加压力与毛细管中液面高度的关系附加压力与毛细管中液面高度的关系把把一一支支很很细细的的管管子子插插入入水水中中会会发发现现水水在在管管中中会会上上升升一一段段距距离离。这这就就是是我我们们说说的的毛毛细细现现象象。如如图图,若若将将管管子子上上部部分分剪剪去去。水水就就会

17、会源源源源不不断断的的从从上上端端流流出出。如如果果有有足足够够多多的的毛毛细细管管，并并将将流流出出的的水水接接住住，就就可可以以用用这这些些水水发发电电。我我们们就就可可以以不不用用任任何何能能源源而而输输出出大大量量电电能能。一一次次投投资资永永远远受受益益,既既有有很很大大的的社社会会效效益益,又又有有巨巨大大的的经经济济效效益益。请请同同学学们们回回去讨论，并动手实验证实一下。去讨论，并动手实验证实一下。沿虚线剪断思考思考制造永动机制造永动机弯曲表面上的蒸汽压弯曲表面上的蒸汽压开尔文公式开尔文公式 对小液滴与蒸汽的平衡，应有相同形式，设气体为理想气体。液体(T,pl)饱和蒸汽(T,p

18、g)弯曲表面上的蒸汽压弯曲表面上的蒸汽压开尔文公式开尔文公式这就是Kelvin公式，式中r为密度，M 为摩尔质量。弯曲表面上的蒸汽压弯曲表面上的蒸汽压开尔文公式开尔文公式 Kelvin公式也可以表示为两种不同曲率半径的液滴或蒸汽泡的蒸汽压之比，或两种不同大小颗粒的饱和溶液浓度之比。对凸面，R取正值，R越小，液滴的蒸气压越高，或小颗粒的溶解度越大。对凹面，R取负值，R越小，小蒸汽泡中的蒸气 压越低。2.微小液滴的饱和蒸汽压微小液滴的饱和蒸汽压kelven公式公式足够长的时间足够长的时间半径不同的小水滴半径不同的小水滴半径不同的小水滴半径不同的小水滴p*反比于曲率半径反比于曲率半径结结论论：根根据

19、据液液体体蒸蒸汽汽的的大大小小决决定定于于液液体体分分子子向向空空间间逃逸的倾向，可知逃逸的倾向，可知：1mol液体液体 1mol小液滴小液滴(p,平面平面)（p+p,r）恒恒T (1)G1 途径途径a (3)G3 1mol饱和蒸汽饱和蒸汽 1mol饱和蒸汽饱和蒸汽 （p）(pr)(2)G2=?途径途径bGb=?过程恒温恒压可逆过程恒温恒压可逆 相变相变 G1=0 理想气体恒温变压理想气体恒温变压 恒温恒压可逆相变：恒温恒压可逆相变：G3=0 对对上上述述途途径径b：p由表面张力由表面张力产生产生当压力变化不大时当压力变化不大时Vm(l)近似认为常数近似认为常数Vm(l)=M/(2)1mol液

20、体液体 1mol小液滴小液滴(p,平面平面)（p+p,r）恒恒T (1)G1 途径途径a (3)G3 1mol饱和蒸汽饱和蒸汽 1mol饱和蒸汽饱和蒸汽 （p）(pr)(2)G2=?途径途径bGb=?Vm(l)p联立（联立（1）（）（2）：）：kelven公式公式讨论讨论 （1）对纯液体，当温度一定的情况下，）对纯液体，当温度一定的情况下，pr=f(r),且且r,pr 。（2）凸液面：）凸液面：凹液面：凹液面：（3）毛细管凝结现象毛细管凝结现象 a.硅胶为什么能起干燥作用？硅胶为什么能起干燥作用？b.清晨草茎中之水从何而来？清晨草茎中之水从何而来？（4）关于前例的解释）关于前例的解释(1)过饱

21、和蒸气和过热液体。过饱和蒸气和过热液体。定定义义：在在一一定定压压力力下下，温温度度降降到到露露点点以以下下还还不不凝凝结结为为液液体体的的蒸气称为蒸气称为过饱和蒸气过饱和蒸气。在在一一定定压压力力下下，超超过过正正常常沸沸点点还还不不沸沸腾腾的的液液体体称称为为过过热液体热液体。Tp*l g露点：T小 T正常小液滴气小液滴气液平衡线液平衡线正常气液平衡线正常气液平衡线3.亚稳定状态和新相的生成亚稳定状态和新相的生成 pi=p静静+p大气压大气压+p 液体内部产生气泡所需的温度液体内部产生气泡所需的温度TiT正常正常，产生暴沸。，产生暴沸。讨讨论论:实实验验中中加加热热为为何何加加沸沸石石，加

22、加晶晶种种？铝铝壶壶底底为何做成波纹状为何做成波纹状？p大气压大气压 静液压静液压p静静 pi(2)kelwin公式对固体也适用。公式对固体也适用。p*饱饱和和蒸蒸气气压压T熔点熔点 lT小小 T大大三相平衡点三相平衡点小颗粒小颗粒 sg大颗粒大颗粒（3）分散度对熔点的影响和过冷现象）分散度对熔点的影响和过冷现象 一一定定压压力力下下，低低于于正正常常熔熔点点还还不不凝凝固固的的液液体体称称为为过冷液体。过冷液体。（4）分散度对溶解度的影响及过饱和现象。）分散度对溶解度的影响及过饱和现象。综综上上所所述述，由由于于小小颗颗粒粒物物质质的的表表面面特特殊殊性性，造造成成新新相相难以生成，从而形成

23、四种不稳定状态（亚稳态）。难以生成，从而形成四种不稳定状态（亚稳态）。在在一一定定压压力力下下，溶溶液液浓浓度度已已超超过过饱饱和和液液体体，但但仍仍未未析析出出晶体的溶液晶体的溶液 称为过饱和溶液。称为过饱和溶液。小小晶晶体体为为凸凸面面,prp（蒸蒸气气压压为为气气液液平平衡衡时时的的压压力力）表表明明它它从从固固相相中中逸逸出出的的倾倾向向大大，它它的的浓浓度度大大，它它的的溶溶解解度度大大，造成过饱和现象。造成过饱和现象。10.3固体表面固体表面 固体或液体表面的特征：固体或液体表面的特征：本节重点讨论固体表面的吸附。本节重点讨论固体表面的吸附。固体表面固体表面吸附剂吸附剂被吸附的物质

24、被吸附的物质吸附质吸附质 表表面面层层的的分分子子受受力力不不平平衡衡，存存在在过过剩剩的的不不饱饱和和力力场场，具具有自发吸附其它物质的能力有自发吸附其它物质的能力。在恒温恒压下，吸附使表面能下降在恒温恒压下，吸附使表面能下降，因此，因此，吸附是自发过程吸附是自发过程。吸吸附附类类型型：按按吸吸附附时时作作用用力力的的性性质质分分为为物物理理吸附和化学吸附吸附和化学吸附1.物理吸附与化学吸附物理吸附与化学吸附 物理吸附物理吸附 化学吸附化学吸附吸附作用力吸附作用力范德华力范德华力化学键力（多为共价键）化学键力（多为共价键）吸附层吸附层单层或多层单层或多层单层单层吸附热吸附热H0，气体凝结热气

25、体凝结热H0，化学反应，化学反应热，热，吸附选择性吸附选择性无无有有吸附可逆性吸附可逆性可逆可逆不可逆不可逆吸附速率吸附速率快，易达平衡快，易达平衡慢，不易达平衡慢，不易达平衡 （1）基本术语：基本术语：吸吸附附量量（）：当当吸吸附附平平衡衡时时，每每克克吸吸附附剂剂吸吸附附的的吸吸 附质：附质：方程有三种形式：方程有三种形式：T一定，一定，=f（p）吸附吸附 等温线等温线（常用）（常用）p一定，一定，=f（T）吸附吸附等压线等压线 一定，一定，p=f（T）吸附吸附等量线等量线2.等温吸附等温吸附 p达平衡时的吸附压力；达平衡时的吸附压力；P*该温度下的吸附气体的饱和蒸气压该温度下的吸附气体的

26、饱和蒸气压 p/p*V10V1p/p*0Vp/p*101Vp/p*01p/p*V0 注：注：单层吸附；：单层吸附；、：平面上的多分子层吸附；：平面上的多分子层吸附；、：有毛细凝结时的多层吸附：有毛细凝结时的多层吸附 （2）.吸附等温线吸附等温线3.吸附经验式吸附经验式 对类型对类型I，Freundlich(弗罗因德利希弗罗因德利希)提出等温吸提出等温吸附经验式：附经验式：K、n为经验常数。为经验常数。一般：一般：0n1，适用于中压范围。，适用于中压范围。（1）理论的四个假设：）理论的四个假设：、气体在固体表面上单分子层吸附；、气体在固体表面上单分子层吸附；、固体表面均匀（吸附热为常数，与、固体

27、表面均匀（吸附热为常数，与无关）；无关）；、相邻的吸附分子间无作用力；、相邻的吸附分子间无作用力；、吸附和脱附呈动态平衡。、吸附和脱附呈动态平衡。4.单分子层吸附理论：单分子层吸附理论：Langmuir（朗缪尔）吸附等温式（朗缪尔）吸附等温式=已被吸附质覆盖的表面积已被吸附质覆盖的表面积总表面积总表面积（2）等温式的导出）等温式的导出：覆盖率覆盖率p较低时，较低时，p,;p足够高时，足够高时，1。v脱脱=k脱脱N N:总的具有吸附能力的晶格位置数总的具有吸附能力的晶格位置数 v吸吸=k吸吸(1-)pN=(k吸吸/k脱脱)p 1+(k吸吸/k脱脱)p b p 1+b p 公式：公式：A(g)+M

28、(表面表面)AM k1 k2此即此即Langmuir（兰格缪尔）吸附等温式（兰格缪尔）吸附等温式：式中式中:b吸附系数或吸附平衡常数吸附系数或吸附平衡常数，与吸附剂、吸附质、，与吸附剂、吸附质、T有关。有关。b,吸附能力吸附能力。动态平衡时：动态平衡时：v吸吸=v脱脱 k吸吸(1-)pN=k脱脱N 讨论：讨论：（1）=Va/Vam，由截距可求饱和吸附量由截距可求饱和吸附量Vam。（2）当当p很低或吸附很弱（很低或吸附很弱（b很小）时，很小）时，bp1,Va=Vam,Va与与p无关。无关。6.吸附热力学吸附热力学吸附是自发过程，吸附是自发过程，可以导出（与克克方程的导出方法相同）：可以导出（与克

29、克方程的导出方法相同）：10.4液固界面液固界面本节讨论液固界面上发生的润湿与吸附现象。本节讨论液固界面上发生的润湿与吸附现象。润湿润湿固体的气固界面被液固界面所取代的过程。固体的气固界面被液固界面所取代的过程。1.接触角与扬氏方程接触角与扬氏方程 润湿角（或接触角）：润湿角（或接触角）：固液界面的水平线与气液界面在固液界面的水平线与气液界面在O点点 的切线之间的切线之间 的的夹角夹角。rl-grs-lrs-grs-lrs-grl-grl-grs-lrs-g2.润湿现象润湿现象润湿润湿：固体表面上原来的气体被液体取代。接触过程的固体表面上原来的气体被液体取代。接触过程的Gibbs函数降低。函数

30、降低。G0。Gibbs函数降低越多，函数降低越多，越易润湿。越易润湿。润湿分类：沾湿、浸湿、铺展。润湿分类：沾湿、浸湿、铺展。（1）沾湿（）沾湿（ahhensional wetting）飞机飞行中水珠是否附着于机翼上飞机飞行中水珠是否附着于机翼上喷施农药时是否有效地附着于叶片上，自动铺展喷施农药时是否有效地附着于叶片上，自动铺展（2）浸湿或浸渍润湿（）浸湿或浸渍润湿（immersional wetting）浸湿功浸湿功（3）铺展）铺展or完全润湿（完全润湿（spreading wetting）自动铺展自动铺展铺展系数铺展系数：讨论：讨论：沾湿过程沾湿过程：浸浸湿过程：湿过程：铺展过程：铺展过程

31、：将杨氏方程代入各将杨氏方程代入各 Gi表达式中可得：表达式中可得：注意：注意：在气、液、固三相交界点，气在气、液、固三相交界点，气-液与气液与气-固界固界面张力之间的夹角称为接触角，通常用面张力之间的夹角称为接触角，通常用q q表示。表示。若接触角大于若接触角大于9090，说明液体不能润湿固体，说明液体不能润湿固体，如汞在玻璃表面；如汞在玻璃表面；若接触角小于若接触角小于9090，液体能润湿固体，如水，液体能润湿固体，如水在洁净的玻璃表面。在洁净的玻璃表面。接触角的大小可以用实接触角的大小可以用实验测量，也可以用公式计算验测量，也可以用公式计算：接触角的示意图：3.固体自溶液中的吸附固体自溶

32、液中的吸附对稀溶液中的单分子层吸附，可用下式进行计算：对稀溶液中的单分子层吸附，可用下式进行计算：10.5 溶液表面溶液表面恒温恒压下，恒温恒压下，当当dA=0时，时，c、表表面面惰惰性性物物质质：无无机机盐盐（NaCl）、无无机机酸酸(H2SO4)、无无机机碱碱(KOH)、多多羟羟基基化化合合物物（蔗糖、甘油）（蔗糖、甘油）,浓度增加，浓度增加，稍有增加稍有增加。、醇醇、酸酸、醛醛、酯酯、酮酮、醚醚等等极极性性有有机机物物，浓度增加，浓度增加，缓慢减少缓慢减少。、8mol.dm-3以以下下的的有有机机酸酸、有有机机胺胺盐盐、磺磺酸酸盐盐、苯苯酸酸盐盐。在在低低浓浓度度时时，浓浓度度增增加加

33、急急剧剧下下降降，在在一一定定浓浓度度以以上上，浓浓度度增增加加 几几乎乎不不变变。习惯称为习惯称为表面活性物质或表面活性剂表面活性物质或表面活性剂。1.溶液表面的吸附现象溶液表面的吸附现象正吸附；正吸附；、负吸附负吸附。在在单单位位面面积积的的表表面面层层中中所所含含溶溶质质的的物物质质的的量量与与同同量量溶溶剂剂在在本本体体中中所所 含含溶溶质质的的物物质质的的量量的的差差值值，称称溶溶质质的的表表面面吸吸附附量或表面过剩。量或表面过剩。2.表面过剩与吉布斯吸附等温式表面过剩与吉布斯吸附等温式表面过剩与吸附量表面过剩与吸附量：吉布斯吸附等温式：吉布斯吸附等温式：稀溶液稀溶液c为溶液本体相浓

34、度；为溶液本体相浓度；浓溶液浓溶液c用活度用活度a表示。表示。讨论讨论 当当T一定时，一定时，d/dc的正负决定了吸附类型。的正负决定了吸附类型。d /dc0，0，负吸附，表面惰性物质，负吸附，表面惰性物质，类曲线；类曲线；d /dc0，0，正吸附，表面活性物质，正吸附，表面活性物质，、类曲线；类曲线；d /dc=0，=0，不再吸附，不再吸附，类曲线；类曲线；求求=？（？（r=f（c）d/dc）定义：能显著降低水的表面张力的一类物质。定义：能显著降低水的表面张力的一类物质。离子型：离子型：表面活性剂表面活性剂 非离子型：聚乙二醇类：聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酯非离子型：聚乙二醇类：聚氧乙烯醚、聚氧乙

35、烯酯阴离子型：如肥皂阴离子型：如肥皂RCOONa阳离子型阳离子型:胺盐胺盐两性型：氨基酸型两性型：氨基酸型R +亲水的极性集团亲水的极性集团亲油的长链非极性基团亲油的长链非极性基团R结构：结构：R+R+分类：分类：3.表面活性剂表面活性剂 表面活性剂在吸附层的定向排列和吸附量表面活性剂在吸附层的定向排列和吸附量 (a)极稀溶液 (b)中等浓度 (c)吸附趋于饱和c应用：由求每个被吸附的表面活性物质分子的横截面As=1/(L)(L为阿伏加德罗常数)3.表面活性剂简介表面活性剂简介（1）阴离子表面活性剂）阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（十二烷基苯磺酸钠（LAS)：R12phSO3Na 去污力强，

36、常用作洗涤剂、乳化剂去污力强，常用作洗涤剂、乳化剂 但刺激性较强，不易降解但刺激性较强，不易降解十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠钠（十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠钠（AES)：R12（C2H4O）nSO4Na 去污力强，常用作洗涤剂、乳化剂去污力强，常用作洗涤剂、乳化剂 刺激性较刺激性较LAS弱，较易降解弱，较易降解3.表面活性剂简介表面活性剂简介（2）阳离子表面活性剂）阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（十六烷基三甲基溴化铵（1631)：R16N（CH3）4Br 起泡力、起泡力、去污力差去污力差 但其水溶液具有很强的杀菌能力，常用作消毒、但其水溶液具有很强的杀菌能力，常用作消毒、灭菌剂；灭菌剂；吸附在固

37、体表面的能力强。常用作矿物浮选剂、吸附在固体表面的能力强。常用作矿物浮选剂、植物柔软剂、抗静电剂，颜料分散剂等植物柔软剂、抗静电剂，颜料分散剂等 刺激性较强，价格较阴离子表面活性剂高刺激性较强，价格较阴离子表面活性剂高3.表面活性剂简介表面活性剂简介（3）非离子表面活性剂）非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚（脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO或或OP系列系列)：RO（C2H4O）n H 性能良好的乳化剂、润湿剂性能良好的乳化剂、润湿剂烷基酚聚氧乙烯醚（烷基酚聚氧乙烯醚（TX系列系列)：R12ph（C2H4O）nH 性能稳定，用途同性能稳定，用途同AEO，但不易降解，毒性较大但不易降解，毒性较大3.表面活性

38、剂简介表面活性剂简介（3）非离子表面活性剂）非离子表面活性剂聚氧乙烯烷醇酰胺（聚氧乙烯烷醇酰胺（6501)：RCONH（C2H4O）n H 稳定性好，与阴离子表面活性剂复合稳定性好，与阴离子表面活性剂复合具有良好的起泡性、去污性具有良好的起泡性、去污性 常用作稳泡剂、乳化剂、防锈剂常用作稳泡剂、乳化剂、防锈剂3.表面活性剂简介表面活性剂简介（3）非离子表面活性剂）非离子表面活性剂Span系列：系列：Span20、Span40、Span60、Span80毒性低，油溶性乳化剂（食品）毒性低，油溶性乳化剂（食品）TUWEEN系列：系列：TW20、TW40、TW60、TW80毒性低，水溶性乳化剂（食品）毒性低，水溶性乳化剂（食品）3.表面活性剂简介表面活性剂简介（4）两性表面活性剂）两性表面活性剂K12：具有较强的去污力、柔软性能和抗静电性具有较强的去污力、柔软性能和抗静电性能，刺激性较阴离子表面活性剂弱。能，刺激性较阴离子表面活性剂弱。常用于中高档洗发水、洗面奶、婴儿洗涤常用于中高档洗发水、洗面奶、婴儿洗涤用品。用品。