物理化学16章2015唐颐

2023/1/15物理化学II12023/1/15物理化学II1物理化学第十六章2015年修订唐颐2023/1/15复旦大学化学系2第十章：微观性质导致宏观性质——统计第十一章：能量守恒——热化学第十二章：燃料不可能都用来做功——无（弱）作用体系气体第十三章：无组分变化、强相互作用混合体系——溶液第十四章：有化学组分变化、封闭体系——化学平衡第十五章：组分在不同相转移的体系——忽略表面效应第十六章：表面变化2023/1/15物理化学II3表面自由能和表面张力弯曲液体的表面现象润湿和铺展表面相热力学表面活性剂及其应用胶体分散体系第十六章界面现象和胶体分散体系多相平衡2023/1/15物理化学II4

表面和界面

界面现象的本质

比表面与分散度

表面功、表面自由能、表面张力

界面张力与温度的关系

影响表面张力的因素§1

表面自由能和表面张力2023/1/15物理化学II5多相体系界面1.气-液界面2.气-固界面3.液-液界面4.液-固界面5.固-固界面2023/1/15物理化学II6界面是指两相接触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：液体或固体与其饱和蒸气之间的界面习惯上：把液体或固体与空气的界面称为表面表面和界面(surfaceandinterface)7为什么界面与体相不同？——界面现象的本质液体及其蒸气组成的表面内部分子：

受力均衡，彼此抵销，

内部移动不作功表面分子：

液相分子拉力>气相分子拉力

受到体相净作用力，处于高能分子从内部移向表面需对其做功2023/1/15物理化学II8表面张力表面吸附毛细现象过饱和状态……表面分子能量高于体相——表面有自发收缩趋势表面层独特性质9推而广之…各类界面层分子与内部分子所处的环境不同体相内部分子(PhaseIor

II)：四周分子作用力对称，彼此抵销界面层的分子：受到

PhaseI分子作用力受到PhaseII

分子作用力二者未必相互抵销，处于高能PhaseIPhaseII2023/1/15物理化学II10单组分体系：同组分：不同相密度不同多组分体系：两相：组成、密度均不同PhaseIPhaseII2023/1/15物理化学II11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：单位质量的固体所具有的表面积（平方米/克）单位体积固体所具有的表面积（平方米/立方米）式中，m和V分别为固体质量和体积，A为其表面积目前常用的测定表面积的方法有BET法和色谱法比表面（specificsurfacearea）2023/1/15物理化学II12氮吸附BET比表面测定仪低温物理吸附（77K）2023/1/15物理化学II13把物质分散成细小微粒的程度称为分散度如，把边长为1cm立方体1cm3逐渐分割成小立方体时：分散度与比表面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2023/1/15物理化学II14边长l/m立方体数比表面Av/（m2/m3）1×10-21

6×102

1×10-31036×103

1×10-51096×105

1×10-710156×107

1×10-91021

6×109

比表面增长情况列于下表：当将边长为10-2m的立方体分割成10-9m的小立方体时，单位体积比表面增长了一千万（107）倍2023/1/1515分散度D

=表面原子/总原子数分散度2023/1/15物理化学II16纳米级（超细）微粒，比表面积明显增大，界面粒子明显增多，显示独特的表面效应铂黑电极及多孔电极由于其表面积大，电流密度小，因而极化小由超细微粒制备的催化剂，由于具有很高的比表面，因而催化活性较普通催化剂高将药物磨成细粉以提高药效将金属做成超细微粒以降低熔点2023/1/15物理化学II17表面层分子受力情况与本体中不同，表面层分子能量高表面功：温度、压力和组成恒定时

可逆使表面积增加dA

所需对体系作的功式中系数为比表面自由能（or比表面能）表面功（surfacework）把分子从内部移到界面（可逆的增加表面积）必须克服体系内分子之间作用力，对体系做功当T、p、组成恒定条件下增加单位表面积对体系做的可逆非膨胀功不含表面能2023/1/15物理化学II18运用全微分性质可得：含表面自由能热力学基本关系式增加dA2023/1/15物理化学II19广义的表面自由能定义：狭义的表面自由能定义：保持温度、压力和组成不变，每增加单位表面积时，Gibbs自由能的增加值用符号

表示，单位为J·m2保持相应的特征变量不变，每增加单位表面积时，相应热力学函数的增值20在两相界面（气-液）上，存在着作用力：垂直于界面边界，与界面相切，指向液体方向含有一个活动边框的金属线框架，放在肥皂液中制膜。由于金属框上的肥皂膜的表面张力作用，可滑动的边会被向上拉，直至顶部把作用于单位边界线上作用力称为表面张力，用

表示，单位是N·m1表面张力（surfacetension）21作用于活动边框上，反抗表面张力的力F，使边框拉升h，则对体系所做的功为：表面张力与表面能关系FJ·m-2N·m-1l是滑动边的长度，因膜有两个面，所以边界总长度为2l就是作用于单位边界上的表面张力2023/1/15物理化学II22

既是比表面能，又是表面张力

单位是J·m-2或N·m-1J·m-2N·m-1F表面张力比表面能23表面张力实验在金属线框中间系一线圈，一起浸入肥皂液中、取出，上面形成一液膜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，且可在液膜上移动刺破线圈中央的液膜，线圈内侧张力消失，外侧表面张力立即将线圈绷成一个圆形，显示表面张力的存在2023/1/15物理化学II24温度升高，界面张力下降当达到临界温度Tc时，界面张力趋向于零运用全微分的性质（欧拉定理），可得：界面张力与温度的关系表面积增加，熵增加所以随T的增加而下降25界面张力与温度的关系的经验公式

Vm2/3=k（Tc-T-6.0）式中Vm为摩尔体积，k为普适常数，对非极性液体，k=2.2×10-7J·K-1

Ramsay和Shields提出的与T的经验式较常用:2023/1/15物理化学II26（1）分子间相互作用力的影响（2）温度的影响

温度升高，表面张力下降对纯液体或纯固体（与气体），表面张力决定于分子间形成的化学键能的大小，化学键越强，表面张力越大两种液体间界面张力，界于两种液体表面张力之间影响表面张力的因素(金属键)>(离子键)>(极性共价键)>(非极性共价键)界面张力：取决于两相对界面分子作用力差别程度2023/1/15物理化学II27（3）压力的影响

表面张力一般随压力增加而下降压力增加，气相密度增加，表面分子受力不均匀性好转影响表面张力的因素气相中有别的物质，则压力增加，促使表面吸附增加，气体溶解度增加，也使表面张力下降（4）杂质的影响

2023/1/15物理化学II28作业：

16-1，3，52023/1/15物理化学II29

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

Kelvin公式§2

弯曲液体的表面现象2023/1/15物理化学II301.在平面上液面顶视图以AB为直径的一个环作为边界设大气压力为Po，平面界面下分子所受压力也为Po（忽略重力），因此附加压力Ps=0Ps=Po-

Po=0

弯曲表面下的附加压力环上每点的两边都存在表面张力，大小相等，方向相反，所以无附加压力Po2023/1/15物理化学II31（2）在凸面上：剖面图以AB为弦长的一个球面上的环作为边界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，会产生一个向下的合力Ps附加压力：所有点产生的合压力Ps

平面下分子所受压力：Po凸面内分子所受总压力：

Po+

PsPo+

PsPoPo+

PsPo凹面下分子所受压力>平面下分子压力2023/1/15物理化学II32（3）在凹面上：剖面图以AB为弦长的一个球形凹面上的环作边界环上每点两边表面张力都与凹形液面相切，大小相等，但不在同一平面上，会产生一个向上合力附加压力：所有点产生的合压力Ps平面下分子所受压力：Po凹面内分子受到总压力为：Po-Ps

Po-

PsPoPoPo-

Ps凹面下分子所受压力<平面下分子2023/1/15物理化学II331805年Young-Laplace：附加压力与曲率半径的关系式：特殊式（对球面）：凸面的曲率半径取正值，凹面的曲率半径取负值附加压力总是指向球面的球心：凸面：指向液体，凹面：指向气体一般式：杨-拉普拉斯公式34Young-Laplace一般式的推导1.在任意弯曲液面上取小矩形曲面ABCD(红色面)，其面积为xy。曲面边缘AB和BC弧的曲率半径分别为和2.作曲面的两个相互垂直的正截面，交线Oz为O点的法线3.令曲面沿法线方向移动dz，使曲面扩大到A’B’C’D’(蓝色面)，则x与y各增加dx和dy355.克服附加压力ps增加dV所作的功=增加dA面积增加的表面能，即：4.

移动后曲面面积增加dA和dV为：366.根据相似三角形原理可得：7.将dx,dy代入(A)式,得：8.如果是球面，37由于表面张力存在，弯曲液面的附加压力克服附加压力ps增加dV所作的功=dA面积增加的表面能对球面：2023/1/15物理化学II381.曲率半径R'与毛细管半径R的关系：

R'=R/cosq2.

ps=2/R'=(rl-rg)gh如曲面为球面，则

R'=R。因

rl>>rg所以：ps=2/R'=rlgh一般式：2cosq/R=Drgh附加压力与毛细管中液面高度的关系2023/1/15物理化学II391）液体在地层和纺织品中的流动原油和水在地层中的流动：液体在不均匀孔径的毛细管中的流动，当忽略重力作用时，由于不同管径的曲率半径不同，造成两部分液面的附加压力不同（毛细压差）。液体将往附加压力大的方向流动。改变其流动方向：必须施加一克服此压力差的力，若采用表面化学方法改变体系表面张力和液面曲率，可以改变体系毛细压差以利于实现所要求的流动。这是三次采油的关键问题之一几种毛细现象2023/1/15物理化学II402）关于泡沫和乳状液的稳定性泡沫和乳状液：两种不相混溶的流体相形成的分散体系泡沫：是大量气体分散在少量液体中构成的乳状液：是一种液体以微小液滴状态分散在另一液相中泡沫的片膜与片膜之间构成具有不同曲率的连续液体，由于曲率大、压力小的片膜边界，最后导致泡沫。排液、泡膜变薄而破裂。这是影响泡膜稳定的重要原因。几种毛细现象2023/1/15物理化学II41压汞法测孔径水银在一般固体的孔中形成凸液面，欲使水银进入固体孔中须克服毛细压差。即当、θ

已知，通过测定毛细压差可计算固体的孔径。如催化剂的孔径测定。几种毛细现象42开尔文公式——弯曲表面上的蒸汽压平面液体(T,pl0)

饱和蒸汽(T,pg0)弯曲液面(T,pl0+ps)

饱和蒸汽(T,pg=?)12章蒸汽压与液面压力关系43这就是Kelvin公式，式中r为密度，M为摩尔质量表面曲率与液体蒸汽压的关系弯曲液面44液体(T,pl0)

饱和蒸汽(T,pg0)弯液(T,pl)

饱和蒸汽(T,pg)2023/1/154546这就是Kelvin公式，式中r为密度，M为摩尔质量表面曲率与液体蒸汽压的关系液滴(弯曲液面)2023/1/15物理化学II47Kelvin公式也可表示：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，

小液滴饱和蒸汽压越高——雾天湿度大，不易冷凝小颗粒饱和溶解度大——Ostwald机理，小晶粒转大晶粒对凹面，R‘取负值，R’越小

蒸汽泡中饱和蒸汽压越低——土壤保水，易于冷凝开尔文公式推广饱和蒸汽压（饱和溶解度）除了T、p，还与界面（气液、液固）曲率有关——本质：表面能带来体系自由能改变2023/1/15物理化学II481）过饱和蒸汽过饱和蒸汽：恒温下，将未饱和的蒸汽加压，若压力超过该温度下液体的饱和蒸汽压仍无液滴出现原因：液滴小，饱和蒸汽压大，新相难成而导致过冷解决办法：引入凝结核心如人工降雨用的AgI

或干冰开尔文公式的应用2023/1/15物理化学II492）过热液体沸腾：液体从内部形成气泡、在液体表面上剧烈汽化的现象过热液体：按相平衡条件，应沸腾而不沸腾的液体原因：在沸点时无法形成初始气泡，液体中没有提供气泡的物质存在根据开尔文公式，由于凹液面附加压力的存在，初始小气泡要稳定存在，需克服的压力必须大于外压过热较多时，极易暴沸2023/1/15物理化学II50为防止暴沸，可事先加入一些沸石、素烧瓷片等物质原因：这些多孔性物质的孔中存在着曲率半径较大的气泡，加热时这些气体成为新相种子（气化核心）因而绕过了产生极微小气泡的困难阶段，使液体的过热程度大大降低2023/1/15物理化学II513）毛细凝结与等温蒸馏

考虑液体及其饱和蒸气与孔性固体构成的体系。孔中液面与孔外液面的曲率不同，导致蒸气压力不同在形成凹形液面的情况下，孔中液体的平衡蒸气压低于液体的正常蒸气压。在体系蒸气压低于正常饱和蒸气压时即可在毛细管中发生凝结。此即所谓毛细凝结现象。硅胶能作为干燥剂就是因为硅胶能自动地吸附空气中的水蒸气，使得水气在毛细管内发生凝结。毛细凝结的另一应用是等温蒸馏。其过程是，如果在一封闭容器中有曲率大小不同的液面与它们的蒸气相共存，由于在相同温度下不同液面的平衡蒸气压力不同，体系中自发进行液体分子从大块液相通过气相转移到曲率大的凹液面处。2023/1/15物理化学II52开尔文公式的应用2023/1/15物理化学II53作业：

16-7,92023/1/15物理化学II54液体的铺展表面活性物质非表面活性物质§3润湿和铺展粘附功、接触角2023/1/15物理化学II55在等温等压条件下，表面粘附时，增加单位面积对外所作的可逆（最大）功称为粘附功粘附功(workofadhesion)是液体能否润湿固体的一种量度2023/1/15物理化学II56粘附功(workofadhesion)在粘附过程中，消失了单位液体表面和固体表面，产生了单位液-固界面粘附功：粘附前后表面吉布斯自由能变化值的负值56液固接触前自由能液固接触后自由能2023/1/15物理化学II57润湿：液体和固体接触后，体系吉布斯自由能降低的现象自由能的降低量等于黏附功粘附功越大，液体越能润湿固体，液-固结合得越牢2023/1/15物理化学II58浸湿功：等温、等压条件下，将具有单位表面积的固体可逆地浸入液体中所作的最大功浸湿功(workofimmersion)它是液体在固体表面取代气体能力的一种量度2023/1/15物理化学II59浸湿功(workofimmersion)只有浸湿功大于或等于零，液体才能浸湿固体在浸湿过程中，消失了单位面积的气-固表面，产生了单位面积的液-固界面浸湿功：浸湿前后表面自由能变化值的负值浸湿前自由能浸湿后自由能2023/1/15物理化学II60内聚功：等温、等压条件下，两个单位液面可逆聚合为液柱所作的最大功内聚功(workofcohesion)是液体本身结合牢固程度的一种量度2023/1/15物理化学II61内聚功(workofcohesion)内聚时两个单位液面消失内聚功等于表面自由能变化值的负值聚合前自由能2023/1/15物理化学II62一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铺展后，表面自由能下降，则这种铺展是自发的表面自由能较低的有机物：

在表面自由能较高的水面上铺展液体的铺展12

1,g

1,2

2,g2023/1/15物理化学II63设液体1

和2

的表面和界面张力分别为1,g,

2,g和

1,212

1,g

1,2

2,g三相接界点处：

1,g和

1,2企图维持液体1

不铺展

2,g的作用是促使液体铺展如

2,g>(

1,g+

1,2)则液体1

能在液体2上铺展液体的铺展2023/1/15物理化学II64接触角(contactangle)：液体在固体表面的铺展在气、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2023/1/15物理化学II65若接触角>

90°液体不能润湿固体如汞在玻璃表面若接触角<

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用实验测量，也可用公式计算接触角(contactangle)超亲水、超疏水玻璃——洁净、防雨661>>0,<90o液体可以湿润固体接触角(q

)＝1，＝0完全湿润<0,>90o固体不被液体湿润杨（Young）方程推导2023/1/15物理化学II67作业：

16-13,1468§16-4表面相热力学㈠表面相和表面过剩量（尽量降低表面能）表面相中i

的过剩量（相同体积液相）界面层S界面层：界面周围几个分子厚度吉布斯表面：ss平面理想69Gibbs几何面的确定（溶剂1）表面过剩量（溶质2）界面层S表面过剩量70假定界面层厚度很小微分得恒温、恒压、组成不变下积分表面相内能的全微分比较两式恒温时广义吉布斯-杜海姆公式7272以除上式——组分

i的表面过剩浓度或表面吸附量双组份∑σsigma/`sigma/西格马73对于稀溶液，活度定义界面74正吸附和负吸附d/dc2>0I曲线（负吸附）d/dc2<0II、III曲线

（正吸附）2023/1/15物理化学II752.正吸附：d/dc2<0(曲线II、III)表面层浓度增加导致表面能下降d/dc2<0，G2>0表面层浓度>体相浓度，称为表面活性物质1.负吸附：d/dc2>0(曲线I)表面层浓度增加导致表面能上升，d/dc2>0，G2<0表面层浓度<

体相浓度，称为非表面活性物质原则：无论正吸附、负吸附尽量表面能降低2023/1/15物理化学II76能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质表面活性物质：表面浓度

>本体浓度，增加单位面积所需功较小非极性成分愈大，表面活性也愈大表面活性物质d/dc2<02023/1/15物理化学II77能使水的表面张力明显升高的溶质称为非表面活性物质。如无机盐和不挥发的酸、碱等这些物质的离子有水合作用，趋向于把水分子拖入水中，非表面活性物质:表面的浓度<在本体的浓度如要增加单位表面积，所作的功中还必须包括克服静电引力所消耗的功，所以表面张力升高非表面活性物质d/dc2>078作业：

16-13，1479§16-5表面活性剂能使水的表面张力明显降低的，由亲水基和亲油基组成的，表面活性物质d/dc2<<0(曲线III)2023/1/15物理化学II80分子结构：有亲水的极性基团和憎水的非极性碳链或碳环有机化合物

表面富集：表面浓度>本体浓度，使降低表面能

非极性成分愈大，表面活性愈大

存在形式：优先排列在液面，亲水基团进入水中，憎水基团指向空气，其余形成胶束，降低表面能81临界胶束浓度(criticalmicelleconcentration)表面张力随表面活性剂浓度变化关系临界值临界胶束浓度cmc：形成胶束的最低浓度d/dc2<<082胶束类型及其演化83临界胶束浓度(criticalmicelleconcentration)临界胶束浓度简称CMC表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。这时溶液性质与理想性质发生偏离，在表面张力对浓度绘制的曲线上会出现转折。继续增加活性剂浓度，表面张力不再降低，而体相中的胶束不断增多、增大。84胶束(micelle)表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会自相结合，形成聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，这种多分子聚集体称为胶束。随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可呈现棒状、层状或球状等多种形状。85胶束(micelle)86胶束(micelle)87胶束(micelle)88胶束(micelle)89MicroporousdomainMesoporousdomainMacroporousdomainZeolitesandrelatedmaterialsPorediameter(nm)0.51510100Pillaredlayeredsolids(clays,LDHs)PorousGelsPorousGlassesMesoporoussolids(M41S),andothermaterialswithcontrolledporosityM41S新型多孔催化材料CuCuO90

化学结构：离子型、非离子型离子型：阳、阴离子、两性型1.离子型2.非离子型阳离子型阴离子型两性型表面活性剂表面活性剂的分类水解时能电离成离子不能电离成离子

阳、阴离子型不能混用，否则会发生沉淀失去活性91常用表面活性剂类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92常用表面活性剂类型阳离子表面活性剂R-NH2·HCl

伯胺盐

CH3|R-N-HCl

仲胺盐|H

CH3|R-N-HCl

叔胺盐|

CH3

CH3|R-N+-CH3Cl-

季胺盐|CH393常用表面活性剂类型两性表面活性剂R-NHCH2-CH2COOH氨基酸型

CH3|R-N+-CH2COO-

甜菜碱型|CH394常用表面活性剂类型R-(C6H4)-O(C2H4O)nH

烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂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

多元醇型R-O-(CH2CH2O)nH

脂肪醇聚氧乙烯醚羟基（－OH）醚键（－O－）为亲水基95亲水亲油平衡参数(hydrophile-lipophilebalance)

表面活性剂亲水性和亲油性强弱是影响性能主因素

用一个相对的值，即HLB值来表示表面活性物质的亲水、亲油性规定亲水性强的油酸HLB值为1，亲油性强的油酸钠的HLB值为18可以相对定出每个表面活性剂的HLB值HLB＝7＋∑H－∑L工业上重要的乳化剂的HLB值均可在手册上查到，根据乳化剂中亲水和亲油基团的HLB值，可以计算乳化剂的HLB值96HLB值在2～6之间，可作油包水型的乳化剂

HLB值在8～10之间作润湿剂

HLB值在12～18之间作为水包油型乳化剂HLB值02468101214161820 ||———||——||——||——||

石蜡W/O乳化剂润湿剂洗涤剂增溶剂| |————|聚乙二醇

O/W乳化剂表面活性剂的作用HLB值不同的表面活性剂作用不同2023/1/15物理化学II971.润湿作用

表面活性剂可以降低液体表面张力，降低接触角例如

农药：润湿带蜡的植物表面选矿：作为捕集剂，使矿石由亲水变为憎水，可鼓泡浮选98浮游选矿浮游选矿的原理图关键：选择合适的捕集剂，使亲水基团只吸在矿砂的表面，憎水基朝向水矿砂表面被5%捕集剂覆盖，使表面产生憎水性，附在气泡上升到液面搅拌并从池底鼓气亲水疏水99浮游选矿首先将粗矿磨碎，倾入浮选池中。在池水中加入捕集剂和起泡剂等表面活性剂。搅拌并从池底鼓气，带有有效矿粉的气泡聚集表面，收集并灭泡浓缩，从而达到了富集的目的。不含矿石的泥砂、岩石留在池底，定时清除。1002.发泡作用

“泡”就是由液体薄膜包围着气体和水可以形成一定强度的薄膜，包围着空气而形成泡沫起泡剂疏水疏水101用于浮游选矿、泡沫灭火和洗涤去污等也有时要使用消泡剂在制糖、制中药过程中泡沫太多要加入适当的表面活性剂降低薄膜强度，消除气泡，防止事故1023.增溶作用

增溶作用：非极性有机物在水中溶解度很小，加入表面活性剂后，有机物的表观溶解度大大增加增溶的有机物不是均匀分散在水中，而是分散在表面活性剂分子胶束中，同时有机物的蒸汽压分压降低增溶后各种胶束都有不同程度的增大，而整个溶液的依数性变化不大增溶作用与溶解概念不同大液滴胶束苯1034.乳化作用一种或几种液体，以大于10-7m直径的液珠，分散在另一不相混溶的液体之中，粗分散体系称为乳状液要使它稳定存在：加乳化剂

——表面活性剂根据乳化剂结构的不同，形成：以水为连续相水包油乳状液(O/W)以油为连续相油包水乳状液(W/O)104乳状液油：将不溶于水的有机物内相：将不连续以液珠形式存在的相外相：将连续存在的液相水包油乳状液（O/W）：内相为油，外相为水

乳状液能用水稀释，如牛奶等油包水乳状液（W/O）：内相为水，外相为油

油井中喷出的原油破乳剂，表面活性剂，分开乳状液中分散相、分散介质原油中需要加入破乳剂将油与水分开105乳状液类型判断检验水包油乳状液O/W加入水溶性染料如亚甲基蓝，说明水是连续相加入油溶性的红色苏丹Ⅲ，说明油是不连续相1065.去污作用

是表面活性剂的渗透、乳化、分散、增溶和发泡等多种作用的结合表面活性剂去污过程，可用示意图说明A.水表面张力大，对油污润湿性能差，不易洗掉油污107表面活性剂的重要作用B.加入表面活性剂后，憎水基团朝向织物表面、吸附在污垢上，使污垢脱离表面C.污垢悬在水中，随泡沫浮到水面去除，洁净表面被活性剂分子占领108㈢表面活性剂的结构与其性能间的关系亲水基在末端，去污力强亲水基靠近亲油基中间，渗透力强带支链的憎水基渗透力强分子量较小的做湿润剂和渗透剂好分子量大的做洗涤剂和乳化剂好相似相溶，亲油基团应与被作用基团相似经验规则：10916-6胶体分散体系

胶体体系的分类胶体体系的不稳定性胶体体系的电化学性质110分散相与分散介质例如：云，牛奶，珍珠分散体系：把一种或几种物质分散在另一种物质中分散相：被分散的物质(dispersedphase)分散介质：另一种物质称为

(dispersingmedium)

111分散体系分类分散体系通常有三种分类方法：分子分散体系胶体分散体系粗分散体系1、分散相粒子大小：2、分散介质聚集状态：液溶胶固溶胶气溶胶3、稳定性：憎液溶胶亲液溶胶112（1）分散相粒子大小1.分子分散分散相与分散介质以分子或离子形式彼此混溶没有界面，均匀的单相，分子大小在10-9m以下这种体系为真溶液，如CuSO4溶液2.胶体分散分散相粒子在1~100nm之间，也有将1~1000nm之间粒子归入胶体范畴目测是均匀的，但实际是多相体系3.粗分散分散相粒子大于1000nm混浊不均匀体系，放置后会沉淀或分层，如黄河水113（2）分散介质聚集状态1.液溶胶液体作为分散介质当分散相为不同状态时，则形成不同的液溶胶：.液-固溶胶如油漆，AgI溶胶.液-液溶胶如牛奶，石油原油等乳状液.液-气溶胶如泡沫1142.固溶胶固体作为分散介质当分散相为不同状态时，则形成不同的固溶胶：.固-固溶胶如有色玻璃，不完全互溶的合金.固-液溶胶如珍珠，某些宝石.固-气溶胶如泡沫塑料，沸石分子筛1153.气溶胶气体作为分散介质当分散相为固体或液体时，形成气-固或气-液溶胶，.气-固溶胶如烟，含尘的空气.气-液溶胶如雾，云没有气-气溶胶，不同气体混合后是单相均一体系，

不属于胶体范围1161.亲液溶胶（表面活性剂胶束）半径落在胶体粒子范围内的大分子一旦溶剂蒸发，大分子凝聚再加入溶剂，又可分散成溶胶热力学稳定体系

倾向于分散（分散表面能降低）（3）胶体溶液稳定性1172.憎液溶胶1nm~100nm之间固体粒子分散在液体介质中，相界面很大，易聚沉，热力学不稳定体系蒸干后加入介质无法再形成溶胶

——不可逆体系如氢氧化铁溶胶、碘化银溶胶等

倾向于聚集（分散表面能提高）118憎液溶胶的特性（大多数溶胶）（1）特有的分散程度粒子在10-9~10-7m之间，扩散较慢，不能透过半透膜，渗透压低，有动力稳定性、乳光现象（2）多相不均匀性

纳米级的粒子由许多离子或分子聚结而成，有的保持了该难溶盐晶体结构，粒子大小不一，与介质之间有相界面，比表面很大（3）热力学不稳定性

粒子小，比表面大，表面自由能高，热力学不稳定，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自动聚结成大粒子119胶粒的结构胶核：一定量的难溶物分子聚结形成胶粒的中心胶粒：胶核选择性吸附稳定剂中的一种离子，形成紧密吸附层；正、负电荷相吸，与紧密层相同电荷胶团：胶粒与扩散层中的反号离子，在紧密层外形成反号离子的包围圈，电中性120胶粒的结构例1：AgNO3+

KI→KNO3+AgI↓胶核胶粒胶团胶团的图示式：

胶核

胶粒(带负电)

胶团(电中性)[(AgI)mn

I–(n-x)K+]x–xK+

胶团的结构表达式：过量的KI作稳定剂

121胶粒的结构例2：AgNO3+

KI→

KNO3+AgI↓胶核胶粒胶团胶团的图示式：

胶核

胶粒(带正电)

胶团(电中性)过量的AgNO3

作稳定剂

[(AgI)mn

Ag+(n-x)NO3–]x+x

NO3–

胶团的结构表达式：122胶核吸附离子有选择性，先吸附与胶核中相同的某种离子，同离子效应使胶核不易溶解若无相同离子，则先吸附水化能力较弱的负离子，所以自然界中的胶粒大多带负电，如泥浆水、豆浆等都是负溶胶

123胶粒带电的原因

（1）吸附带电：胶核优先吸附某种（组成类似的）离子，使胶粒带电（2）解离带电：离子型固体电解质形成溶胶，由于正、负离子溶解量不同，解离使胶粒带电AgI溶胶，Ag+较小，活动能力强，比I-容易脱离晶格

进入溶液，使胶粒带负电（SiO2胶粒带什么电荷,

SiO32-）AgI溶胶，AgNO3过量，胶核优先吸附Ag+离子，使胶粒带正电KI过量，则优先吸附I-离子，胶粒带负电。（FeCl3表面带什么电荷？FeO+）124

（3）电离大分子溶胶：由于大分子本身发生电离，而使胶粒带电胶粒带电的原因蛋白质分子，有许多羧基和胺基在pH较高的溶液中，离解生成P–COO-离子而负带电在pH较低的溶液中，生成P-NH3+离子而带正电在某一特定的pH条件下，生成的-COO-和-NH3+数量相等，蛋白质分子的净电荷为零，这pH称为蛋白质的等电点

125对于AgI溶胶，如果溶液中有过量AgNO3胶粒胶核胶团胶核表面吸附Ag＋离子，外层为NO3－离子吸附层中正负离子数目相等ζ电势趋于零－－等电点对于二氧化硅溶胶，溶胶粒子的电荷来源于表面层分子的电离胶团胶核胶粒126胶体体系中分散相粒子具有很大的界面和界面自由能，有自发凝聚的趋势为什么有的胶体体系，如金溶胶能长时间稳定？胶体稳定的因素：(1)静电斥力：溶胶中带有相同的电荷颗粒，不易聚结(2)保护层：胶粒被扩散层水化反离子包围，好象包了一层水膜，阻碍粒子合并，提高其稳定性(3)布朗运动：介质中胶粒运动，使其不致因重力沉降，动力学稳定性127电泳（electrophoresis）整个胶体溶液是电中性的，如果胶粒带正点，则介质必定带负电带电胶粒在