参考应用技术学院电子教案

沾附润湿（adhesionwetting）液液gllg固Gl-sl-gs-Wa Gl-sl-gs-浸湿润湿 固体浸入液体中，气－固界面转变为－固界面的过程称为浸湿润湿（dipwetting）Glsgs Wi

液固液铺展润湿（s wettin这种过程称为铺展润湿（spreadingwetting）.等温、 GlsglgsSGgsgllss称为铺展系数（sreadin 铺展过气气液b固液b固接触角（contactangle）与润力之间的夹角称为接触角也称为润湿角，通常用接触角与润湿如在玻璃表面，为不润湿；

s-gl-l-杨氏（T.Young）接触角与润湿Wagl(1cosWiglSgl(cos溶液的表面张力与溶液浓度的表面活性剂(surface-activeagent)。可以从~c曲线中直接看出。Traube

戊 c/(moldm3

甲丁~c d0

正吸附(positive溶剂＞溶Ⅱ

d>0负吸附(negative溶剂＜溶 曲线

d> ccOGibbs吸附等(Gibbsadsorption吉布斯 2α相和β相的强度性质与实际系统的强度性质完相同，系统的总体积VV＝VαVβ(3)表面过剩物质的量(surfaceexcessamountofsubstance)B Bn n B

cBV 表面过剩物质的量(suraceexcessamountsubstance)def ＝

:molm(4)表面相SS‘面位置的选定,a与b面积相dGSdTVdpdAS

在界面相的Tσ、pσ、γ、μσ GA

nB0SdTV

Adn B(4)Gibbs吸附等温 0Ad B根据表面过剩物质的量B的定义，上式nn-dB Γ

ΓΓB-d

BB

-d

Γ2d2

22 22

Γ 2

RTln

其中：

c2 c,2 恒温下，dμ＝RTlnac,2，代入Gibbs吸附等温式2Γ 2

ac,2 1 RTln1

c,2

RT

c,2ΓΓ2

2 Γ2 RTc2这就是Gibbs吸附等温 厚度约为2.5nm 0

式中称为表面压，0为纯水的表面张力，为溶，所以液面上的浮片总是*a凝聚膜凝聚膜转变膜气态膜气态膜g扩张膜ll

a/a*a不溶性表面膜的一些RT c膜1L-B和Blodgett首创的，故称L-B膜。 L-BX累其通过细胞膜 表面活性表面活性剂的activeagent)或表面活性物质。..表面活性剂的各种类型的表面活分阴离子

名硬脂酸二

CH(CH SONa 阳离子

溴代十六烷基三甲十二烷基二甲基甜菜聚氧乙烯 剂S） 剂T）

CH(CH CHSONa CH(CH NH CH3(CH2)15N＋—2\CH2聚乙烯失水山梨醇石蜡烃基H烷基酚基 脂肪酸基脂肪酰胺基脂肪醇基脂肪胺基

烷基酮基O( CHO亲水基原子3磺酸SO33硫酸酯基－O－SO3羧基－O 酰胺羟基N铵O- 磷酸 硫基卤素Cl、－Br氧乙烯基 表面活性剂的结构对其效率及能/(N

SO3

c

.moldm3

/(Nm1 CCk

CH

CH c/(103moldm3表面活性剂是两亲分子(amphiphilicmolecule)。 这种多分 体称为胶束(micelle)临界胶束浓度(CriticaIMicelle表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上的一些物质的临界C12H35(CH3)3NCl

临界胶束

去污作 密度改表面活性剂溶表面活性剂溶液质渗透摩尔电导界面张

浓

(b)空气水水

憎水和水相--++-++-- 球形胶

或

W/O微乳液单室泡

..表面活性剂的HLB

例如： HLB024

81012141618 石蜡 剂润湿

洗涤 增溶 |————

聚乙二10.6.7 润湿作用(wetting

增溶作用(solubilization一种或几种液体以大于10-7m直径的液珠分散乳状液。分散作用(dispersedaction)

洗涤作用(washing非离子表面活性剂等作原料制成的涤剂去污WasDs-wD- 在涤剂中往往除了加某些起泡剂、乳现在已使用含磷洗涤剂，目前主要用铝硅第十章表面现1本章理解表面张力和表面Gibbs函数的概念了解铺展和铺展系数。润湿、接触角和Young理解弯曲界面的附加压力概念和 ce方程理解 及其应用。解释亚稳状态和新相生成象了解物理吸附与化学吸附的含义和区别。掌握吸附、单分子层吸附模型和吸附等温了解溶液界面的吸附及表面活性物质Gibbs吸附等温式重点：La ce方程、Kelvin 温式和Gibbs吸附等温式等 难点：表面张力和附加压力的关系，Gibbs表面相的念界面层及分散对固-气界面及液-气界面亦称为表面def V

def 表面张力与高度分散系统的热力学基 δWrJm－２＝ＮmmＮm单位长度上的力，故称γ为表面张力高度分散系统的热力学基本方高度分散系统具有巨大的表面积，所以具有巨大的表面能。dH=TdS+Vdp+γdAs+∑μBdnBdA=－SdT－pdV+γdAs+∑μBdnBdG=－SdT+Vdp+γdAs+∑μBdnBG

A sT,p,n(γ，因此又称为。γ(金属键)>γ(离子键γ(极性共价键γ(非极性共价键 弯曲液面下的表αpdefα

pdef

若为液相为气相，液面为凸面时Δp>0，p

若为气相为液相液面为凹面时Δp>0，pgpl气体[见图10-液面为平面，rΔp=0，pg=pl[见图10-2（c

•气 lp lp•

g 气

•气 pγ

•

液

附加压力p总是指向球面的球心（或曲面的曲心)毛细管现h2B 毛细管现rRh沿毛细管上升 θ>90°（呈凸面）弯曲液面的饱和蒸气r根据热力学推导，可以得出曲率半径为r的液滴或毛细管中r

与平面液体的饱和蒸气压 ln

开尔文方程* B*pr由开尔文方程，可知弯曲液面的饱和蒸气压与平面液体prp*(凸液面pr

*(毛细管中凹液面亚稳状定温下，当蒸气分压超过该温度下的饱和蒸气压，而蒸气定温、定压下，当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下的溶质的溶解度，而溶质仍不析出的现象叫溶液的过饱和现象，此沸腾的现象，叫液体的过热现象，此时的液体称为过热液体定压下，当液体的温度已低于该压力下液体的凝固点，而液体仍不凝固的现象叫液体的过冷现象，此时的液体称为液体对固体的润湿润湿是指：固体表面上的气体(或液体)被液体(或另一种液体润湿类型可分为：沾附润湿、浸渍润湿、铺展润湿（见 沾

浸渍润图10-3

铺展润上述三种润湿能否自发进行，则由在定温、定压下单位面ΔGd,w＝γ(s/l)－γ(s/g)ΔGs,w＝［γs/l+γl/ ］－γs/

式中s称为铺展系数，若s>0，则液体可自行铺展于固体表液体在固体表面上的润湿现象还可用接触角来描述。接触则 γ(s/g)=γ(s/l)+此式称为杨(Young)方程 γM

γO

Nγ

接触角（润湿角溶液界面上的

Ⅱ水中加有机酸、醇、酯、醚、酮

水中加入肥皂 涤剂等表面过剩物质的溶质在界面层中比体相中相对浓集或贪乏的现象称为界面上的吸咐，前者叫正吸附，后者叫负吸附吉布斯（Gibbs）定义“表面过剩物质的量”ΓＢ来表defΓΓABAs吉布斯方aBΓBRTa

BcBΓ RT B上式