界面化学第二章第三章

界面化学第二章第三章第1页，共27页，2023年，2月20日，星期一第2章溶液的表面张力和表面吸附一、水溶液表面张力的三种类型第2页，共27页，2023年，2月20日，星期一1.第Ⅰ类曲线表面张力随溶液浓度增加而略有上升。如无机盐、酸和碱等。线性关系第3页，共27页，2023年，2月20日，星期一2.第Ⅱ类曲线表面张力随溶液浓度增加下降，但不是线性关系，由希士科夫斯基提出的经验公式来描述：第4页，共27页，2023年，2月20日，星期一3.第Ⅲ类曲线第5页，共27页，2023年，2月20日，星期一2.表面活性物质和表面活性剂能使水的表面张力降低的物质。如第Ⅱ类和第Ⅲ类物质在低浓度下就能显著降低水的表面张力的物质。即上述第Ⅲ类物质使水的表面张力增加的物质，如上述第Ⅰ种物质。表面活性表面活性物质表面活性剂表面非活性物质第6页，共27页，2023年，2月20日，星期一二、吉布斯吸附公式为溶质在单位面积表面层的吸附量，单位：mol•m-2。定义为：单位面积表面层含溶质物质的量与同量溶剂在溶液本体含溶质物质的量的差值，称溶质的表面吸附量或表面过剩。第7页，共27页，2023年，2月20日，星期一若溶质的<0,则

<0,表面活性物质产生正吸附。如图中曲线Ⅱ和Ⅲ。若溶质的>0,则

>0,为负吸附。如图上曲线Ⅰ第8页，共27页，2023年，2月20日，星期一三、溶液表面吸附等温线1.吸附等温线根据实验数据计算表面活性物质溶液在不同浓度下的吸附量，从而得到-c曲线，称为吸附等温线。c第9页，共27页，2023年，2月20日，星期一当浓度很小时，，说明低浓度时吸附量与浓度成直线关系2.吸附公式这类吸附等温线可由希士科夫斯基公式导出：当浓度很大里，，此时吸附量为一常数，称为饱和吸附量（1）第10页，共27页，2023年，2月20日，星期一若令1/a=k,则公式（1）变为（2）将式（2）改为由-c2作图，得一直线，由斜率可求3.饱和吸附量的求法

第11页，共27页，2023年，2月20日，星期一4.由饱和吸附量得出经验规律

表面活性剂分子截面积小的饱和吸附量较大1非离子型的表面活性剂的饱和吸附量大于离子型2加入无机盐可明显增加离子型表面活性剂的吸附量3同系物的饱和吸附量差别不大4温度升高，饱和吸附量减小5第12页，共27页，2023年，2月20日，星期一四、动表面张力动表面张力前面所述的表面吸附是表面吸附与溶液本体处理平衡状态，没考虑吸附速率问题。吸附平衡时的表面张力称为静表面张力。在处理实际问题时，往往要考虑动表面张力。在未达吸附平衡前的表面张力称为动表面张力。静表面张力第13页，共27页，2023年，2月20日，星期一1.表面寿命对一定的表面积，从开始形成新表面，随着时间推移，表面逐渐老化至达到吸附平衡所需的时间称为表面最大寿命。表面寿命与表面活性剂的浓度有关。表面活性剂浓度越大，达到平衡表面张力所需的时间越短。对于离子型表面活性剂溶液，加入无机盐可以大大缩短达到吸附平衡所需的时间。第14页，共27页，2023年，2月20日，星期一2.溶液表面吸附速率溶质扩散进入次表面层进入吸附层取代原有分子脱水并定向排列溶液表面吸附过程第15页，共27页，2023年，2月20日，星期一3.动表面张力的测定方法振荡射流法可适用于毫秒级的动表面张力的测定吊片法适用于几分钟到几小时的动表面张力滴重法适用于几分钟至0.1秒之间的动表面张力最大气泡压力法适用于秒以下至10微秒间的动表面张力第16页，共27页，2023年，2月20日，星期一第3章表面活性剂（第Ⅰ讲）一、表面活性剂的分类1.按亲水基分类1.1离子型2.1非离子型阳离子型阴离子型两性型表面活性剂第17页，共27页，2023年，2月20日，星期一1.1离子型

阴离子表面活性剂RCOONa 羧酸盐R-OSO3Na 硫酸酯盐R-SO3Na 磺酸盐R-OPO3Na2 磷酸酯盐第18页，共27页，2023年，2月20日，星期一吡啶盐型1.1离子型

[R—N+]Cl-阳离子表面活性剂R-NH2·HCl

伯胺盐CH3|R-N+-CH3Cl-

季胺盐|CH3多乙烯多胺型第19页，共27页，2023年，2月20日，星期一1.1离子型

两性型表面活性剂氨基丙酸咪唑啉甜菜碱牛磺酸第20页，共27页，2023年，2月20日，星期一2.1非离子型

非离子表面活性剂R2N-(C2H4O)nH 聚氧乙烯烷基胺R-CONH(C2H4O)nH

聚氧乙烯烷基酰胺R-COOCH2(CHOH)3H

R-O-(CH2CH2O)nH聚氧乙烯烷基醇醚醚型胺型酰胺型酯型糖酯和糖醚型烷基多甘（APG）

第21页，共27页，2023年，2月20日，星期一2.按疏水基分类

A.碳氢链B.聚氧丙烯C.氟表面活性剂E.含硼表面活性剂D.硅表面活性剂

第22页，共27页，2023年，2月20日，星期一3.按表面活性剂的特殊性分类

3.1高分子表面活性剂1.天然高分子表面活性剂阿拉伯树胶、皂、蛋白质（大豆蛋白、牛乳）2.部分合成高分子表面活性剂羧甲基纤维素、羧甲基淀粉3.合成高分子表面活性剂聚乙烯醇、聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺第23页，共27页，2023年，2月20日，星期一3.2生物表面活性剂由酵母、细菌作用于培养液，生成有特殊结构的表面活性剂1.糖脂系

鼠李糖脂、海藻糖脂

2.非微生物的

胆汁、磷脂第24页，共27页，2023年，2月20日，星期一二、表面活性剂的性质

表面活性剂溶液的许多性质随着溶液浓度的变化出现转折点。表面活性剂溶液的表面张力随其浓度增加急剧下降，当达到一定值后几乎不再改变，r-c关系曲线有一明显转折点。Oc第25页，共27页，2023年，2月20日，星期一离子型表面活性剂，在低浓度时的电导率与正常电解质溶液相似，但高浓度时却出现很大的偏差。OCNaClC12C14第26页，共27页，2023年，2月20日，星期