最新物理化学课件(天大第五版)8-3

内容小结1.物理吸附与化学吸附2.Freundlich等温式3.Langmuir吸附等温式—单分子层吸附理论4.接触角与杨氏方程5.沾湿、浸湿与铺展11.固体自溶液中吸附的特点作用力：在界面层固体与溶质之间作用力固体与溶剂之间作用力在溶液中溶质与溶剂之间作用力吸附速率：比气体吸附速率要慢得多吸附量：

3.固体自溶液中的吸附22.稀溶液中的吸附吸附线的类型有三种:单分子层吸附;指数型吸附;多分子层吸附.在稀溶液的吸附,可以Langmuir吸附等温式表示:3当浓度稍大但溶质的吸附未达饱和时,可用Freundlich公式表示:S型吸附等温线可用BET公式表示由溶质分子的截面积可估算吸附剂的比表面积:4(a)活性炭(非极性吸附剂）自水中吸附脂肪酸(b)硅胶（极性吸附剂）自苯中吸附脂肪酸（2）溶质在溶剂中溶解度的影响溶解度越小越易被吸附

3.影响溶液中吸附的因素

(1)吸附剂、溶质和溶剂极性的影响

极性吸附剂容易从非极性溶剂中吸附极性物质；

非极性吸附剂容易从极性溶剂中吸附非极性物质。（Traube规则）5（3）温度对吸附量的影响（4）吸附剂的表面状态和孔结构对吸附量的影响64.自浓溶液中的吸附

因为吸附剂即吸附溶质又吸附溶剂,所以固体在浓溶液中的吸附较为复杂，表现为如图10.4.3（P180）的情况。正吸附：表面浓度大于体相浓度负吸附：表面浓度小于体相浓度7A：NaCl、Na2SO4、KOH、NH4Cl、KNO3等无机盐类，以及蔗糖、甘露醇等多羟基有机物B：醇、醛、酮、羧酸、酯等有机物C：肥皂、8碳以上直链有机酸的碱金属盐、高碳直链烷基硫酸盐和苯磺酸盐等——表面活性剂1.溶液表面的吸附现象

溶质在溶液表面层浓度与体相浓度不同的现象，称为溶液表面的吸附*§8.5溶液表面

TheSurfaceofsolutions8Γ—在单位面积的表面层中所含溶质的物质的量与同量溶剂在本体中所含溶质的物质的量的差值，称溶质的表面吸附量或表面过剩。2.表面过剩与Gibbs吸附等温式正吸附负吸附*c—

溶质在本体中的平衡浓度（或活度）。9Gibbs公式的验证(1)鼓泡法:(2)切层法:(NcBain)切层厚度:0.1mm,误差:<10%(3)放射性同位素示踪法:(Salley,Dxon)测量厚度:0.006mm10

3.表面活性剂在吸附层的定向排列和吸附量1112ΓΓ∞c应用：

由Γ∞求每个被吸附的表面活性物质分子的横截面

吸附趋于饱和时可用Langmuir吸附等温式来表示吸附量与浓度的关系。13例:(ex10.17)19℃时丁酸水溶液的表面张力可表示为:试计算(1)c=0.200mol/dm3时Γ(2)bc>>1时的Γ∞,并计算丁酸分子所占面积144.表面活性剂

凡是能够使体系的表面状态发生明显变化的物质,都应称之为表面活性剂(1)表面活性剂的结构和分类结构:对于脂肪酸钠盐来说,含碳原子数在8～20之间,才有明显的活性剂特征.15表面活性剂的分类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16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|CH317两性表面活性剂R-NHCH2-CH2COOH氨基酸型

CH3|R-N+-CH2COO-

甜菜碱型|CH318R-(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19(2)表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)20临界胶束浓度简称CMC(criticalmicelleconcentration)

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，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。2122232425渗透压摩尔电导率增溶能力去污能力

γ-c曲线上γ不再下降的浓度正是开始形成胶束的浓度,此时各种性质均发生较大变化,这个浓度就是临界胶束浓度（cmc）.26(3)表面活性剂的HLB值表面活性剂的应用范围广泛,如何从数以百计的表面活性剂中选择最合适的一种,是一个很实际的问题Griffin提出了HLB值方法HLB值(Hydrophile-lipophileBalance（亲水亲油平衡值):规定亲油性强的油酸的HLB值为1规定亲水性强的油酸钠的HLB值为18以上两个数值为基准,可相对地定出每个表面活性剂HLB值.根据HLB值可大致估计该表面活性剂适宜于作何用途.27表面活性物质加水后的性质HLB值应用不分散分散的不好不稳定乳状分散体稳定乳状分散体半透明至透明分散体透明溶液024681012141618W/O乳化剂润湿剂洗涤剂增溶剂表8.5.3表面活性物质的HLB值与应用的对应关系O/W乳化剂28(5)表面活性剂的应用Ⅰ增溶作用增溶作用必须在CMC值以上的浓度发生;增溶方式:非极性增溶:有机物“溶于”胶束的内核中极性非极性增溶:形成“栅栏”结构吸附增溶:吸附于胶束表面29特殊增溶:被增溶物包在非离子型表面活性剂胶束的亲水基外壳中增溶作用的实际应用:(1)乳液聚合(2)石油开采(3)胶片生产Ⅱ润湿与去润湿作用Ⅲ乳化与破乳30Ⅳ