第十章表面现象

第十章界面现象InterfacePhenomenon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。引言一、什么是界面界面（interface）——两相之间的区域。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——表面surface——表面surface

两相之间的界面决非是一个没有厚度的纯几何面，而是一个具有相当厚度的过渡区，故有时又将界面称为界面相。界面相与其体相相比,二者在组成、结构、分子所处的能量状态和受力情况等方面均有差别，由此而产生的各种物理和化学现象称之为界面(表面)现象。当物系的分散度很大时，则必需考虑界面层分子的特殊性质和由此产生的界面现象通常的情况下处于系统界面层的分子比系统内部的分子少得多，因而可以忽略不计。如何衡量系统的分散程度？

引言——单位体积的物质所具有的表面积。(m-1)——单位质量的固体所具有的表面积。(m2kg-1)式中，m——物质的质量

As——物质的表面积式中，V——物质的体积

As——物质的表面积目前常用的测定表面积的方法有BET法和色谱法。二、比表面积specificsurfacearea引言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。把边长为1cm的立方体1cm3逐渐分割成小立方体时边长l/m立方体数比表面as/（m2/m3）1×10-216×1021×10-31036×1031×10-51096×1051×10-710156×1071×10-910216×109三、分散度degreeofdispersity与比表面引言四、界面涉及的相关领域引言雨滴露珠曙光晚霞碧海蓝天四、界面涉及的相关领域

轻工业：洗涤剂、化妆品、乳制品、食品、造纸、纺织、印染、油漆、制糖、陶瓷、涂料、颜料、粘合剂材料科学：纳米材料和多孔材料（吸附剂、催化剂）、含能材料（乳化炸药）生物学与医学：生物流变学、血液学、电泳、各种凝胶大脑皮层进行的信息交换和传递——最复杂的表面过程

环境科学：气溶胶、烟雾、污水处理、人工降雨海洋科学：元素的吸附提取、污染油膜的处理、海水淡化膜农业：土壤改良、农药的乳化与分散地质选矿：浮选，矿石富集化学：指示剂的吸附、离子交换、沉淀过滤、结晶过程、过冷过热、过饱和现象、多相催化和电极过程

表面与界面化学虽是物理化学的传统研究领域，但由于电子能谱、扫描隧道显微镜、电镜、原子力显微镜等新的实验技术的出现，使得表面、界面效应及粒子尺寸效应的知识呈指数上升式的积累，提出了在分子水平上进行基础研究的要求。当前涉及这一领域的研究已成为催化、电化学、胶体化学的前沿课题，并与生命科学、材料科学、环境科学、膜技术及医药学密切相关，是这些相关学科要研究和解决的核心课题之一。引言第十章界面现象10.1界面张力10.2弯曲表面下的附加压力及其后果10.3固体表面10.4固-液界面10.5溶液表面液体的表面张力、表面功及表面吉布斯函数热力学公式界面张力及其影响因素10.1界面张力interfacetension

1、液体的表面张力、表面功与表面吉布斯函数

1、表面层分子的寿命很短。

2、由于气体、液体分子密度不同，表面层分受力与液体内部不同。

气相液相10.1界面张力interfacetension对于表面层分子：f0所受合力方向指向液体内部

对于体相内部分子：f=0

表面功若将体相内部分子从液体内部移向表面，就要克服向内的合力而作功。

()T.p.ni下可逆地对该分子作功

气相液相10.1界面张力interfacetension

——（比）表面功surfacework

，增加单位表面积时所必须作的表面功。单位为J/m2或N/m。

——（比）表面吉布斯函数Gibbsfunctionofsurface

，增加单位表面积时吉布斯函数的变化值，单位为J/m2或N/m。10.1界面张力interfacetension10.1界面张力interfacetension表面张力

若金属丝间无摩擦力，在可逆条件下

——引起液体表面收缩、垂直作用于液体表面上的单位线段长度的张力，称表面张力surfacetension

，单位为N/m。表面张力和表面吉布斯函数是等价的。其数值和量纲完全相同采用表面吉布斯函数，便于用热力学原理和方法处理表面问题，所得结果不仅适用于液体表面，也对各种界面均有普遍意义。特别是对固体有关的界面，由于它的不可移动性，力的平衡方法难以应用。采用表面张力概念，以力的平衡方法解决流体界面的问题具有直观方便的优点。

10.1界面张力interfacetension2、热力学公式

10.1界面张力interfacetension10.1界面张力interfacetension

（1）当

一定时，dG=

dAs

要dG<0，则dAs<0。

缩小表面积的过程为自发过程。

液体表面处处存在着一种使液面绷紧的张力。为什么液滴为球形？

（2）当As一定时，dG=Asd

则要dG<0，则d

<0。

表面张力减小的过程为自发过程。

为什么固体表面容易发生吸附？10.1界面张力interfacetension3、界面张力及其影响因素

①

与物质的本性有关

分子间作用力大的，

也大。

(金属键)>(离子键)>

(极性键)>

(非极性键)Fe>NaCl>H2O>N2在相同条件下，比较下列物质表面张力的大小：Fe，N2，H2O，NaCl10.1界面张力interfacetension例表10.1.1某些液态物质的表面张力物质/mNm-1t/oC正己烷18.420正辛烷21.820乙醇22.320乙醚26.4325水72.7520NaCl113.8803LiCl137.8614Na2SiO32501000FeO5821427Al2O37002080Ag878.51100Cu13001083Pt18001773.5②与接触相的性质有关

在相同条件下，同种物质与不同性质的其它物质接触时，表面分子所受到的作用力也不相同。

表10.1.3273K时某些液—液界面张力界面/mNm-1水—正己烷51.1水—正辛烷50.8水—氯仿32.8水—四氯化碳45水—正辛醇8.5水—乙醚10.7水—苯35水—硝基苯25.66水—汞375苯—汞357③

温度的影响温度升高，表面张力降低1）温度升高，体积增大，分子间距增大，体内分子对表面层分子的作用力减小；2）温度升高，气相蒸气压变大，密度增大，气相分子对液体表面分子的作用力增强。微观解释热力学解释10.1界面张力interfacetension1886年，约特弗斯（Eotvos）

Vm——液体摩尔体积，Tc——临界温度，k——常量，对一般非极性物质或非缔合液体来说，k=2.1×10-7J/K，对于具有缔合性的液体，k小于此数。1893年，兰姆赛-希尔茨（Ramsay-Sheilds）

当温度升至临界温度时，气液界面消失，表面张力为0。

纯液体经验公式10.1界面张力interfacetension但少数物质，如钢铁、铜合金以及一些硅酸盐和炉渣，其表面张力随温度升高而增加。

对于钢液，温度上升时，一方面分子间距增大，作用力减弱，但另一方面，钢水中所吸附的使表面张力降低的表面活性物质减少，后者作用大于前者，所以，表面张力随温度升高而增加；对于炉渣，温度升高时，复合离子离解为简单离子，使粒子数目增加，且简单离子半径减小，引力大，所以表面张力增大。

10.1界面张力interfacetension④压力及其他因素的影响表面张力一般随压力的增加而下降。p，B(g)

气体分子易被液面吸附;

气体在液体中的溶解度增加。原因一般：p↑10atm,↓1mN/m。1atm，

H2O=72.8mN/m10atm，

H2O=71.8mN/m⑤分散度、溶液的组成对

也有影响。10.1界面张力interfacetension20℃时，将1克汞分散成直径为7×10-8m微粒，试求过程的ΔG。已知汞的密度为13.6×103kgm-3，汞的表面张力为483×10-3N

m-1。

由基本方程可知，在等温、等压和组成不变的条件下，当↓和As↓，dG=dAs≤0，过程都可自发进行，这就是表面现象产生的热力学原因。例1克汞的体积V=1×10-3/，分散成直径为7×10-8m微粒的粒数解弯曲液面的附加压力——拉普拉斯方程拉普拉斯方程毛细现象Capillaryaction与毛细管法测表面张力最大气泡法测表面张力微小液滴的饱和蒸气压——开尔文公式开尔文公式毛细管凝结亚稳状态及新相的生成10.2弯曲液面的附加压力及其后果液面的表面张力pgΔpplpgΔpplplpg•附加压力∆p应与弯曲液面的曲率半径及表面张力有关

10.2弯曲液面的附加压力及其后果1、弯曲液面的附加压力——拉普拉斯方程只考虑下液面对周界线的作用OO1ABrr1αα

垂直方向的分力整个周界线上垂直方向的合力

10.2弯曲液面的附加压力及其后果（1）△p

（2）弯曲液面：

△p1/r，即，液滴越小，附加压力越大，△p指向曲率中心。（3）平液面：r→∞，△p→0，注意上式是由小液滴推出，适用于只有一个表面的液滴或气泡，如：空气中的液滴、水中的气泡。10.2弯曲液面的附加压力及其后果若是空气中的气泡，泡有两个表面，有两个△pr1r2Δp2Δp110.2弯曲液面的附加压力及其后果附加压力的应用毛细现象Capillaryaction与毛细管法测表面张力

毛细现象——毛细管插入液体中，管内外液面形成高度差的现象

①

液体能润湿管壁：呈凹形——是因为水能润湿管壁。水面呈凹形管中水柱比外面平液面高。管中水柱比外面平液面高——是因为Δp的作用,且△p指向大气。ΔpΔppgpl平液面：pg=pl管内液面：pg<

pl+

Δppg+ρgh=

pl+

Δpρgh=

Δp测得h，就可求出表面张力

θ<90°，h>0

②液体不能润湿管壁：θ>90°，h<0

毛细管中液面下降注意毛细管并不限于一般意义上的毛细管，为广义上的毛细管

θRR’hθΔppgpl毛细现象两平板间的夹缝——毛细管这是弯曲液面的附加压力造成的。

土壤中的缝隙———毛细管农民锄地，可铲除杂草，也可以破坏土壤中的毛细管，防止植物根一水分沿毛细管上升到地面而被蒸发。——锄地保墒①农民锄地的作用例②两块紧帖着的玻璃板或平木板之间有些水的话，就很难将它们分开。但如果把板浸在水中，那么即使两块板压紧在一起，也还比较容易将它们拉开。为什么？

ΔpΔp毛细现象最大气泡法测表面张力

加压瓶压力计恒温水浴测定试管若知道k，则可利用上述实验求出待测液体的表面张力。k用已知表面张力的液体求。通过加压瓶，逐步加大毛细管内的压力p，此时毛细管口有气泡出现。当压力增大至p=pex+△p，在毛细管端口刚好产生一个半径为r的气泡。此时，△p最大，可从压力计读出液面差为hp-pex=△p=gh△p=2/r=ghr/2=kh12343、微小液滴的饱和蒸气压——开尔文公式Kelvineq.(液相)p

p=p+2

/r(气相)蒸气压pprrp

p

()T:将1mol平液面的液体分散为半径为r的小液滴。10.2弯曲液面的附加压力及其后果①

直接法：将1mol压力为p的平液面液体直接分散为半径为r的小液滴，由于附加压力的作用，此过程为恒温变压过程，液面承受压力由p——pr10.2弯曲液面的附加压力及其后果rp

p

1mol饱和蒸气（p）

②可逆途径

1mol饱和蒸气（pr）

△G

△G1

△G2

△G3

因为是()T,p、可逆相变，所以，△G1=△G3=0，

开尔文公式（1）凸液面：r>0，ln（pr/p）>0，pr>p。（2）凹液面：r<0，ln（pr/p）<0，pr<p。（3）平液面：r→0，ln（pr/p）→0，pr=p。讨论pr与1/r有关∵对一定温度下的某种物质而言，M、σ、ρ、p均为定值,∴pr仅与r有关.p凸>p平

>p凹10.2弯曲液面的附加压力及其后果例

在298.15K时，水的饱和蒸气压为2337.8Pa，密度为

0.9982×103kg.m-3,表面张力为72.75×10-3N.m-1。试分别计算球形小液滴小气泡的半径在10-5—10-9m之间的不同数值下饱和蒸气压为之比pr/p0各为若干？小液滴的半径为10-5m时，根据开尔文方程，有

解对于小气泡，曲率半径r=-10-5m，根据开尔文方程，有饱和蒸气压为之比pr/p0各为r/m10-510-610-710-810-9

小液滴1.00011.0011.011.1142.937

小气泡0.99990.99890.98970.89770.340510-810-910-710-6123r/

m{Pr}表面曲率半径对水的蒸气压的影响小液滴毛细管中凹液面298.15K平面液体p凸>p平

>p凹毛细管凝结开尔文公式应用之一p平

>p凹根据Kelvin公式，凹面上的蒸气压比平面上小，所以在小于饱和蒸气压时，凹面上已达饱和而发生凝聚，即为毛细管凝结提示：硅胶为多孔物质问题硅胶为什么能起干燥作用？开尔文公式应用之二亚稳状态metastablestate及新相的生成新相的生成：从蒸气中凝结出小液滴从饱和溶液中结晶出小晶体从液体中生成小气泡如果没有其它杂质表面存在，总是先生成很小的分子集团，再由这种分子集团生长变成小液滴、小晶体、小气泡。这些分子集团或小液滴、小晶体、小气泡有很大的表面积，有很高的表面能。因此新相的生成非常困难，常形成过饱和溶液、过饱和蒸气、过热液体、过冷液体，它们是热力学上的不稳定状态，但在一定的条件下可以长期存在，称为亚稳态metastablestate或介安态。纯液体为单组分系统在定温、定压下非自发过程开尔文公式应用之二亚稳状态metastablestate及新相的生成在100℃时，水的密度为0.9982×103kgm-3，表面张力为58.9×10-3Nm-1。试计算在此条件下，水中产生一个半径为10-8m小气泡的蒸气压和附加压力。例

解蒸气压：

附加压力：pr=9.463×104PahΔpp大气亚稳状态metastablestate1）过热液体superheatedliquid液体的饱和蒸气压超过了外压仍不沸腾的液体称为过热液体。hΔpp大气微小气泡内的蒸气压远小于平液面的蒸气压；微小气泡内的气体所受的压力除了外压，还有液体的静压力和弯曲液面的附加压力，远高于平液面受的压力。

所以微小气泡不能形成，液体不能从内部气化，因此液体不能沸腾，形成了过热液体（暴沸现象violentbumping）。原因液体加热到该温度的饱和蒸气压等于外压时应沸腾，沸腾是液体不仅从表面气化，而且从内部气化,液体内部首先生成的是微小气泡。防止办法投入素烧瓷片或毛细管。多孔物质孔中的气体，加热成为新相种子，绕过产生极微小气泡困难阶段，过热程度降低。hΔpp大气1）过热液体superheatedliquid亚稳状态metastablestate在正常沸点时，如果水中只含有半径为5×10-7m的空气泡，问使这样的水开始沸腾需过热多少度？已知水在100℃时的表面张力为58.9×10-3Nm-1，气化热为40.656kJ.mol-1。

泡内气体受的压力为

p=p大＋Δp=(1.01325＋2.356)×105Pa=3.36925×105Pa

T2=411K或138℃泡内的附加压力为例

解根据克－克方程hΔpp大气2）过饱和蒸气supersaturatedvapor

对于一定压力的蒸气当降温到其蒸气压超过该温度的饱和蒸气压仍不凝结成液体，这种蒸气称为过饱和蒸气。原因产生蒸气过饱和现象示意图微小液滴有较高蒸气压：当蒸气压达到或超过通常液体蒸气压时，对微小液滴可能仍未达饱和，若蒸气过饱和程度不高，对微小液滴未达饱和状态，微小液滴既不能产生，也不能存在。防止办法加入微粒可成为凝结核心，利于生成半径较大的液滴。亚稳状态metastablestate是当云中水蒸气达到饱和或过饱和的状态时，喷撒微小AgI颗粒或干冰作为水的凝结中心，一开始就形成半径较大的液滴，使新相(水滴)生成时所需要的过饱和程度大大降低人工降雨原理亚稳状态metastablestate

开尔文方程不仅适用于液体，也适用于微小的固体物质，此时r为与固体粒子体积相等的球形粒子的半径。p小>p普3)过冷液体——在一定压力下，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。此时的液体称为过冷液体。4)过饱和溶液——在一定温度、压力下，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。此时的溶液称为过饱和溶液。亚稳状态metastablestatep小>p普3)过冷液体supercooledliquid产生过冷液体示意图OA——小晶体蒸气压曲线OA——普通晶体蒸气压曲线OOC——液体蒸气压曲线原因加入小晶体作为新相种子，则能使液体迅速凝固成晶体防止办法亚稳状态metastablestate4)过饱和溶液supersaturatedsolution原因p小>p普投入小晶体做新相种子，防止过饱和程度过高，可获得较大颗粒的晶体防止办法式中cr和c0分别为微小晶体和普通晶体的溶解度。

OA——小晶体蒸气压曲线OA——普通晶体蒸气压曲线浓溶液稀溶液亚稳状态metastablestate喷雾干燥空气通过过滤器和加热器后，进入装在干燥室顶部的蜗壳通道及热风分配器通过分配器后热空气形成均匀旋转气流进入干燥室内。电动离心喷头将料液经高速旋转雾化成细微雾滴。干燥室内与旋转流动热风充分接触，完成高效热质交换，水份迅速蒸发，瞬间就可蒸发95-98%的水份。工作流程工作原理因为微小颗粒的饱和蒸气压大于同温度下大颗粒的饱和蒸气压，所以小颗粒物质中所含水分比大颗粒物质中的水分容易蒸发。增加了系统的总表面积，以利于水分的蒸发；在聚合物和树脂类，染料、颜料类、陶瓷、玻璃类，除锈剂、杀虫药类，碳水合化物、乳制品类，洗涤剂和表面活性类，肥料类，有机化合物、无机化合物液体物料的干燥上，表现得尤为出色。离心喷雾干燥机是一种适用于乳浊液、悬浮液、糊状物、溶液等液体干燥的专用干燥设备。喷雾干燥过热液体过饱和蒸汽过冷液体过饱和溶液上述各种状态下的系统都不是处于真正的平衡状态，从热力学的观点来讲都是不稳定的，但条件合适时往往能维持相当长时间不变，称为亚稳（或介安）状态。亚稳状态之所以可能存在，皆与新相种子难以生成有一定的关系亚稳状态metastablestate固体表面特性物理吸附与化学吸附等温吸附吸附经验式——弗罗因德利希公式朗缪尔单分子层吸附理论及吸附等温式多分子层吸附理论——BET公式（了解）吸附热力学10.3固体表面10.3固体表面固体表面特性1、表面结构不均匀性2、受力不均匀性3、不流动性

固体表面是不均匀的，即使从宏观上看似乎很光滑，但从原子水平上看是凹凸不平的。平台扭折表面杂质吸附原子位错不同晶面台阶固体表面缺陷示意图不同位置吸附势能不同同种晶体由于制备、加工不同，会具有不同的表面性质，而且实际晶体的晶面是不完整的，会有晶格缺陷、空位和位错等。表面结构不均匀性240033.125.41200190800200

/(mJm-2)云母聚乙烯石蜡MgONaClAgNaSolid大多数固体比液体具有更高的表面能受力不均匀性不流动性

正由于固体表面原子受力不均匀、表面结构不均匀性和不流动性，它可以吸附气体或液体分子，使表面自由能下降。而且不同的部位吸附和催化的活性不同。

在相界面上某种物质的浓度自动发生变化的现象称为吸附(adsorption)。具有吸附能力的固体物质称为吸附剂(adsorbent)，被吸附的物质称为吸附质(adsorbate)。常用的吸附剂有：硅胶、分子筛、活性炭等。为了测定固体的比表面，常用的吸附质有：氮气、水蒸气、苯或环己烷的蒸汽等。吸附为使表面能降低，固体表面会自发地利用其未饱和的自由价来捕获气相或液相中的分子，使之在固体表面上浓集，这一现象称为固体对气体或液体的吸咐。1、物理吸附与化学吸附1、物理吸附与化学吸附物理吸附化学吸附吸附的力分子间作用力化学键力选择性无，易液化者易吸附有吸附分子层

多分子层

单分子层吸附热-(20~40)kJ/mol-(40~400)kJ/mol吸附速度快,易脱附,易达平衡较慢，不易达平衡物理吸附仅仅是一种物理作用，没有电子转移，没有化学键的生成与破坏，也没有原子重排等。化学吸附相当与吸附剂表面分子与吸附质分子发生了化学反应，在红外、紫外-可见光谱中会出现新的特征吸收带。1、物理吸附与化学吸附两类吸附常常同时发生，一般来说，低温下主要是物理吸附，高温下主要是化学吸附。吸附平衡与吸附量吸附平衡：即rads=rd，此时被吸附的气体量不随时间而变化吸附量Amountadsorbed：——达吸附平衡时，单位质量吸附剂所吸附的吸附质的量——或单位面积的吸附表面上所吸附物质的量。

2、等温吸附吸附曲线

通常固定一个变量，求出另外两个变量之间的关系：(1)T=常数，Va=f(p)，得吸附等温线。(2)p=常数，Va

=f(T)，得吸附等压线。(3)Va

=常数，p=f(T)，得吸附等量线。

吸附等量线可用于计算吸附热，即在一定吸附量时可用克一克方程计算吸附热，2、等温吸附从吸附等温线可以反映出吸附剂的表面性质孔分布吸附剂与吸附质之间的相互作用吸附等温线adsorptionisotherm

ⅠⅡⅢⅣⅤ2、等温吸附（Ⅱ）和（Ⅲ）[或（Ⅳ）和（Ⅴ）]的不同是与第一层的吸附热究竟是大于还是小于吸附质的液化热有关，即与吸附质和吸附剂表面作用的强弱有关。在BET理论中这一点得到圆满解释。单层吸附平面上的多分子层吸附有毛细凝结时的多层吸附3、吸附经验式——弗罗因德利希公式n和k是两个经验常数，对于指定的吸附系统，它们是温度的函数以lgVa-lgp作图，得一直线，由直线的斜率和截距可求出n和k。该式仅适用于中压范围，可以解释第一种吸附等温线的中间部分，但不能说明其吸附机理，所以为一经验式。

4、朗缪尔单分子层吸附理论及吸附等温式Langmuir单分子层吸附理论要点：（1）单分子层吸附；（2）固体表面是均匀的；（3）被吸附在固体表面上的分子相互之间无作用力；（4）吸附平衡是动态平衡。k1k-1k1k-11-——空白表面设N为固体表面上具有吸附能力的总晶格位置数达到平衡时，b称为吸附系数adsorptioncoefficient

，它的大小代表了固体表面吸附气体能力的强弱程度。Langmuir吸附等温式4、朗缪尔单分子层吸附理论及吸附等温式k1k-11.当p很小，或吸附很弱时，bp<<1，q=bp，q与p成线性关系。2.当p很大，或吸附很强时，bp>>1，q=1，q与p无关，吸附已铺满单分子层。讨论4、朗缪尔单分子层吸附理论及吸附等温式令Va

——覆盖率为θ时的平衡吸附量；Vam

——饱和吸附量saturatedamountofadsorption

则对单分子层吸附4、朗缪尔单分子层吸附理论及吸附等温式吸附质分子截面积am朗缪尔的生平简介美国物理化学家朗缪尔(Langmuir)1881年1月31日生于纽约的一个贫民家庭。1903年毕业于哥仑比亚大学矿业学院。不久去德国留学，1906年师从于Nernst，并获得哥丁根大学的博士学位。1932年，因表面化学和热离子发射方面的研究成果获得诺贝尔化学奖。用特殊的装置将不溶物膜按一定的排列方式转移到固体支持体上组成的单分子层或多分子层膜。.Langmuir'soriginalworkinvolvedthetransferofmonolayersfromliquidtosolidsubstrates.Severalyearslater,BlodgettexpandedonLangmuir'sresearchtoincludethedepositionofmulti-layerfilmsonsolidsubstrates.Bytransferringmonolayersoforganicmaterialfromaliquidtoasolidsubstrate,thestructureofthefilmcanbecontrolledatthemolecularlevel.随着微电子学、仿生电子学及分子电子学的迅速发展，需要在分子水平上进行功能薄膜的构筑，展开一场分子工程的探索，而LB膜是目前进行有序分子构筑最方便、最有效的方法和手段，这使LB膜的研究进入了一个前所未有的活跃阶段。ALangmuir-Blodgett(LB)filmLB膜能量转移体系在两种荧光材料的单分子膜之间夹着一种简单酸的单分子膜，当其间距低于某一阈值时，紫外激发的X染料的辐射转移到Y，而发黄色的荧光，发生了能量的转移。这种能量的转移是穿过间隙单分子层的离子隧道效应所致。LB膜电子转移体系将电子给予体和受体以适当的形式组装进LB膜中，可以制成各种电子转移体系．对这种体系的研究、对模拟光合作用、研制太阳能分子电池以及多种高灵敏度传感器都有重要意义。仿生膜

细胞膜是由两层磷脂膜构成，而两层LB膜是一个细胞膜模型——人造仿生膜．特别有意义的是在这种膜内镶嵌、包埋固定生物分子，如酶和蛋白质等功能分子，可以有效地约束特定的离子和小分子，具有极好的专一性，对研制高灵敏度、高选择性生物传感器具有重大意义分子自组装

利用LB膜进行分子自组装研究是分子工程的重要研究内容。如利用生物亲和力或基团间的键合力，借助于扫描隧道显微镜(STM)的笔尖，将功能分子嵌入LB膜表面，再用光聚合法使其固定化，形成功能膜。Langmuir膜天平挡杆驱动马达压力装置反馈系统挡杆膜天平Wilhelmy片Langmuir吸附等温式的缺陷（1）固体表面均匀——实际不均匀，则各处吸附能力不相同，b不是常数。则低压时不为直线。（2）单分子层吸附——范德华力处处存在，不可能为单分子层吸附。且被吸附的分子间也有作用力，所以，饱和吸附量并不是完全覆盖固体表面时的量，且在很大范围内不是常数，有可能趋向无穷大。4、朗缪尔单分子层吸附理论及吸附等温式Langmuir单分子层吸附理论要点：（1）单分子层吸附；（2）固体表面是均匀的；（3）被吸附在固体表面上的分子相互之间无作用力；（4）吸附平衡是动态平衡。由Brunauer-Emmett-Teller三人提出的多分子层吸附公式,简称BET公式。

他们接受了Langmuir理论中关于固体表面是均匀以及各处的吸附能力相同的观点，但他们认为吸附是多分子层的。被吸附的分子与碰撞在其上面的气体分子之间仍可发生吸附作用。5、多分子层吸附理论——BET公式

多分子层吸附示意图c——与吸附热有关的常数Vam——铺满单分子层所需气体的体积p——吸附时的压力V——吸附时的体积p*——实验温度下吸附质的饱和蒸气压5、多分子层吸附理论——BET公式

多分子层吸附示意图吸附质分子的截面积am

5、多分子层吸附理论——BET公式作图为了计算方便起见，二常数公式较常用，比压一般控制在0.05~0.35之间。比压太低，建立不起多分子层物理吸附；比压过高，容易发生毛细凝聚，使结果偏高。5、多分子层吸附理论——BET公式吸附热——在吸附过程中的热效应称为吸附热。

吸附是放热过程。气体从三维运动变成吸附态的二维运动，ΔS<06、吸附热力学物理吸附过程的热效应相当于气体凝聚热，很小；化学吸附过程的热效应相当于化学键能，比较大。固体在等温、等压下吸附气体是一个自发过程，ΔG<0ΔH=ΔG+TΔS，

ΔH<0公式的推导与克-克方程的推导十分类似。摩尔吸附焓吸附热计算6、吸附热力学从吸附热衡量催化剂的优劣

吸附热的大小反映了吸附强弱的程度。

一种好的催化剂必须要吸附反应物，使它活化，这样吸附就不能太弱，否则达不到活化的效果。但也不能太强，否则反应物不易解吸，占领了活性位就变成毒物，使催化剂很快失去活性。好的催化剂吸附的强度应恰到好处，太强太弱都不好，并且吸附和解吸的速率都应该比较快。6、吸附热力学合成氨反应，为什么选用铁作催化剂？

因为合成氨是通过吸附的氮与氢起反应而生成氨的。这就需要催化剂对氨的吸附既不太强，又不太弱，恰好使N2吸附后变成原子状态。铁系元素作催化剂符合这种要求。6、吸附热力学横坐标是各族元素，左边坐标表示对氮的起始化学吸附热，右边坐标表示氨的合成速率吸附热沿DE线上升合成速率沿AB上升速率达到最高点B后，吸附热继续上升，但由于吸附太强，合成速率反而下降。第八族第一列铁系元素广泛的应用：

干燥剂防毒面具脱色剂色谱污水处理催化剂

…吸附接触角与杨氏方程润湿现象沾湿浸湿铺展固体自溶液中的吸附10.4液-固界面润湿wetting——固体表面上的气体(或液体)被液体(或另一种液体)取代的现象。1、接触角与杨氏方程s-ls-gl-gOOl-gs-gs-lθ>90°，不润湿

θ<90°，润湿

杨氏(YoungT)方程1、接触角与杨氏方程θ<90°，0<cosθ<1

∴液体尽量铺开，即润湿固体。气固表面能>液固表面能∴为使能量最小，就尽量减小固体与气体接触面积。（遵循能量最小原理）s-ls-gl-gO1、接触角与杨氏方程θ>90°，-1<cosθ<0

∴液体就缩成球形，不润湿固体。g-s表面能<l-s表面能。∴由能量最小原理，尽量增大g-s接触面，减小l-s接触面。Ol-gs-gs-l1、接触角与杨氏方程<90

润湿，该固体则称为亲液（水）性固体,

如：石英、无机盐>90

不润湿，该固体则称为憎液（水）性固体，如：石蜡、石墨=180：完全不润湿

=0：完全润湿，铺展s-ls-gl-gOOl-gs-gs-l在杨氏方程适用的范围内，

θ越小，其润湿性能越好。∴可用润湿角来判断润湿性能的优劣。2、润湿现象1930年，Osterhof和Bartell把润湿现象分成沾湿、浸湿和铺展三种类型。润湿方式或过程不同，润湿的难易和润条件亦不相同。

1、沾湿(adhension)——固体表面与液体相接触时，g-s及g-l转变为s-l界面的过程。

——当固体浸人液体中时，g-s界面完全被s-l界面所取代。

2、浸湿immersion2、润湿现象3、铺展spreading——少量的液体在光滑的固体表面（或液体表面）上自动展开，形成一层薄膜的过程。S>0，可铺展。且S越大，铺展性能越好

2、润湿现象沾湿过程的推动力最大，最易于进行，但属于最低层次的润湿，铺展过程的推动力最小，难于进行，但属最高层次的润湿。

2、润湿现象沾湿过程浸湿过程铺展过程将杨氏方程代入各Gi表达式中可得：讨论注意接触角测量1）直接观察法：照相，测角度。例：高温x-射线透射仪测金属(冰铜)与炉渣间θ2）显微测算全系列动态接触角/润湿角测量仪润湿现象的应用利用润湿：金属Al电解（熔液润湿电极）、金属焊接﹑印染﹑洗涤﹑农药、机械设备润滑

利用不润湿：注水采油﹑矿物浮选从吸附速度看，溶液中的吸附速度一般比气体吸附速度慢得多。固体表面不仅吸附溶质，也吸附溶剂。多组分的竞争吸附，没有空白表面，影响因素复杂。3、固体自溶液中的吸附①吸附特点②表观吸附量一般是将一定质量m的吸附剂与定量的已知浓度c1的溶液一同摇动，达到平衡后在测定溶液的浓度c2，从浓度的改变计算出吸附量。x——溶质被吸附的物质的量V——溶液的体积。注意：这种计算是假设溶剂未被吸附，因此所得结果只是相对的，故称表观吸附量。3、固体自溶液中的吸附活性炭自苯-甲醇中吸附苯3、固体自溶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：③经验公式Langmuir吸附等温式弗罗因德利希公式3、固体自溶液中的吸附④固－液界面的吸附经验规律

Traube规则：使固－液界面表面自由能降低最多的溶质被吸附的量最多。溶解度越小的溶质越易被吸附。极性的吸附剂易于吸附极性的溶质，非极性的吸附剂易于吸附非极性的溶质。以离子键或极性键组成的吸附剂对离子的吸附作用除界面作用外还有静电作用。对同号离子而言，离子价数高、离子水化程度低和离子变形性大等有利于离子被吸附。固体对离子的吸附常常是固体晶格上的同名离子或化学成分相近，结晶构造相似的物质的粒子。3、固体自溶液中的吸附目前从理论上处理固体自溶液中的吸附比较困难，但从大量的实验结果总结出许多有用的规律，对处理该类问题具有一定的指导意义。固体自溶液中的吸附是界面化学研究的一个重要方面，在工业和科学研究领域有者重要应用，如织物的染色，糖液的脱色，离子交换，水的净化，色层分离及胶体的稳定。3、固体自溶液中的吸附色谱法是利用粉状吸附剂对混合液中各组分的吸附能力不同使吸附质彼此分离的一种方法。⑤固－液界面吸附的应用之一——色谱型号：Agilent1100厂商：美国安捷伦公司美国Waters公司3、固体自溶液中的吸附

高效液相色谱的优点是：检测的分辨率和灵敏度高，分析速度快，重复性好，定量精度高，应用范围广。适用于分析高沸点、大分子、强极性、热稳定性差的化合物。其缺点是：价格昂贵，要用各种填料柱，容量小，分析生物大分子和无机离子困难，流动相消耗大且有毒性的居多。目前的发展趋势是向生物化学和药物分析及制备型倾斜。

高效液相色谱（HPLC：HighPerformanceLiquidChromatography）是化学、生物化学与分子生物学、医药学、农业、环保、商检、药检、法检等学科领域与专业最为重要的分离分析技术，是分析化学家、生物化学家等用以解决他们面临的各种实际分离分析课题必不可缺少的工具。国际市场调查表明，高效液相色谱仪在分析仪器销售市场中占有最大的份额，增长速度最快。3、固体自溶液中的吸附溶液表面的吸附现象表面过剩浓度与吉布斯吸附等温式表面活性物质在吸附层的定向排列表面活性剂10.5溶液表面溶质从溶液的本体中自动富集与表面层，或离开表面层进入溶液本体中，使

趋于减小，dG表面

<0对于一溶液，As为定值，趋于自动减小，使dG表面<0G表面=AsdG表面=dAs+Asd对于纯液体，为定值，As趋于自动减小，使dG表面<0在相界面上某种物质的浓度自动发生变化的现象称为吸附。溶液的表面吸附

1、溶液表面的吸附现象ⅠⅡⅢ{γ}{c}水中加无机酸、碱、盐等。

水中加有机酸、醇、酯、醚、酮等。水中加入肥皂、合成洗涤剂等。表面惰性物质表面活性物质表面活性剂溶液的表面张力与浓度的关系1、溶液表面的吸附现象表面惰性物质surfaceinactivesubstance溶液表面层浓度<体内浓度（cs<co）

负吸附1、溶液表面的吸附现象表面活性物质surfaceactivesubstance表面活性剂Surfaceactiveagentsurfactant

溶液表面浓度>体内浓度（cs

>co）

正吸附1、溶液表面的吸附现象溶质的表面吸附量amountofsurfaceadsorption

Γ

或表面过剩surfaceexcess——单位面积的表面层中，所含溶质的摩尔数与在溶液本体中同量溶剂所含溶质摩尔数的差值。单位为mol/m2。

例As=0.1m2,表面层：0.1mol溶剂，0.1mol溶质本体：1mol溶剂，0.1mol溶质2、表面过剩浓度与吉布斯吸附等温式1887年，Gibbs利用热力学方法导出了溶液的吸附等温式——吉布斯吸附等温式：稀溶液——c为溶液本体相浓度；浓溶液——c用活度a表示。2、表面过剩浓度与吉布斯吸附等温式溶液本体的Gibbs-Duhem方程2、表面过剩浓度与吉布斯吸附等温式讨论负当T一定时，d/dc的正负决定了吸附类型2、表面过剩浓度与吉布斯吸附等温式水溶液cB/moldm-3Γ/(μmolm-2)测定值计算值4-氨基甲苯0.01875.74.90.01644.34.6苯酚0.2184.45.1己酸0.02235.95.40.02584.45.60.04525.35.43-苄基甲酸0.01003.73.40.03003.65.3Mcbain等验证Gibbs公式的实验结果Γ的求解cB(1)通过实验，测出不同浓度下溶液的

值，作～c

曲线(2)在指定浓度求切线的斜率(3)代入吉布斯等温式计算Γ镜面法等面积法数学软件origin2、表面过剩浓度与吉布斯吸附等温式ΓcBΓm浓度很小时，Γ与c成直线关系；浓度较大时，Γ与c成曲线关系。浓度足够大时，吸附达到饱和，吸附量不再随浓度变化，此时的吸附量称为饱和吸附量，用Γm表示。k

为常数，与溶质的表面活性有关2、表面过剩浓度与吉布斯吸附等温式ΓcBΓm由实验测出Γm的值，即可计算一个表面活性物质分子所占面积am，即吸附达到饱和时溶质分子在表面层作定向排列。饱和吸附量Γm可以近似看作是溶质分子在单位表面上排一个单分子层的物质的量3、表面活性物质在吸附层的定向排列ΓmCnH2n+1X

实验结果am=20.5×10-20m2

CnH2n+1X在表面层被吸附时的排列方式是直立排列

化合物种类Xam/nm2

脂肪酸-COOH0.205二元酯类-COOC2H50.205酰胺类-CONH20.205甲基酮类-COCH30.205甘油三酸酯类-COOCH30.205饱和酸的酯类-COOR0.220醇类-CH2OH0.216CnH2n+1X化合物在单分子膜中每个分子的横截面积3、表面活性物质在吸附层的定向排列CH3(CH2)7=CH(CH2)7COOH两亲结构Amphiphilicstructure

极性基团非极性基团定向排列4、表面活性剂①表面活性剂分类表面活性剂离子型SAA阴离子SAA，如：肥皂RCOONaRCOO-+Na+阳离子SAA，如：胺盐C18H37NH3+Cl-C18H37NH3++

Cl-两性SAA，如：氨基酸R-NH-CH2COOH非离子型SAA，如：聚乙二醇或聚氧乙烯类、多元醇类表面活性剂通常采用按化学结构来分类Surfaceactiveagentorsurfactant按用途分类：乳化剂Emulsifier，破乳剂deemulsifier,润湿剂wettingagent,抗湿剂anti-wettingagent,分散剂dispersant,发泡剂vesicant,消泡剂antifoaming

agent

按成分分类：有机硅表面活性剂Organosiliconsurfactant有机金属表面活性剂Organometallicsurfactant:Znsoap,Mgsoap按溶解度分类水溶性表面活性剂water-solublesurfactant油溶性表面活性剂oil-solublesurfactant4、表面活性剂②表面活性剂的基本性质1)结构上：有亲水基和憎水基—两亲结构2)性质特点：A.能显著降低表面张力—正吸附(b)开始形成胶束的溶液(c)大于临界胶束的溶液(a)稀溶液B.在表面层的吸附为直立定向排列RX4、表面活性剂

各种缔合胶束的形状球状层状棒状MediumcmcAggregationnumberAveragechargepermicelleWater0.00818014.40.02MNaCl0.003829413.20.10MNaCl0.0013911213.40.40MNaCl0.0005212616.44、表面活性剂C.

临界胶束浓度(cmc)：形成一定形状的胶束micelle所需要的表面活性剂的最低浓度。

临界胶束浓度criticalmicelleconcentration是表面活性剂的一个基本特性参数。在临界胶束浓度时，界面上已达饱和，表面活性剂在界面上定向单分子排列——形成单分子膜。

超过临界胶束浓度时，表面活性剂在溶液中形成胶束。D.因胶束的性质与原表面活性剂分子不同，导致在临界胶束浓度前后，溶液的性质发生改变。4、表面活性剂2)性质特点：图10.5.81945年格里芬提出HLB法。HLB值就是表面活性剂的亲水亲油平衡值。hydrophileandlipophilebalancevalues

物质的HLB值越大，亲水性越强。反之，亲油性越强。

HLB值为10时，亲水、亲油性均衡。③

HLB法石腊的HLB值为0,聚乙二醇的HLB值为20，十二烷基硫酸钠的HLB为40如何选择最合适的表面活性剂，使达到最佳效果呢？不同HLB值的表面活性剂的作用不同。7+亲水官能团HLB值–

亲油基官能团HLB加水后情况HLB值加水后情况HLB值不分散1～4稳定乳白色分散系8～10分散较差3～6半透明至透明分散系10～13剧烈振荡后成乳剂6～8透明溶液13以上确定表面活性剂的HLB值方法浊度法浊度法测定HLB值对照表官能团HLB法4、表面活性剂各官能团的HLB值表基团名称HLB值基团名称HLB值—SO4Na38.7—OH0.5—COOK21.1—(C2H4O)—0.33—COONa19.1—CH—0.475—SO3Na11—CH2—0.475—N（叔胺—）9.4—CH30.475—酯（自由）2.4＝CH—0.475—COOH2.1—（C3H6O）—0.15—OH（自由）1.9—CF30.87—O—1.3—CF2—0.877+亲水官能团HLB值–亲油基官能团HLBA.阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（LAS)：

R12－ph－SO3Na

去污力强，常用作洗涤剂、乳化剂,但刺激性较强，不易降解十二烷基聚氧乙烯醚硫酸钠（AES)：

R12－（C2H4O）n－SO4Na去污力强，常用作洗涤剂、乳化剂,刺激性较LAS弱，较易降解④常用表面活性剂简介4、表面活性剂B.阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（1631)：

R16－N（CH3）4Br

起泡力、去污力差但其水溶液具有很强的杀菌能力，常用作消毒、灭菌剂；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，颜料分散剂等刺激性较强，价格较阴离子表面活性剂高4、表面活性剂C.非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO或OP系列)：

R－O－（C2H4O）n－H

性能良好的乳化剂、润湿剂烷基酚聚氧乙烯醚（TX系列)

：

R12－ph－（C2H4O）n－H

性能稳定，用途同AEO，但不易降解，毒性较大聚氧乙烯烷醇酰胺（6501)：

RCONH（C2H4O）nH

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,常用作稳泡剂、乳化剂、防锈剂4、表面活性剂Span系列——失水山梨醇脂肪酸酯Span20（月桂酸，C12）、Span40（棕榈酸，C16）、Span60（十八酸）、Span80（油酸，C18）毒性低，油溶性乳化剂（食品）Tween系列——聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯

TW20、TW40、TW60、TW80毒性低，水溶性乳化剂（食品）C.非离子表面活性剂4、表面活性剂D.两性表面活性剂氨基酸型：十二烷基氨基丙酸(C12H25N+H2CH2CH2COO-)甜菜碱型：烷基二甲基甜菜碱〔RN+(CH3)2CH2COO-〕

4、表面活性剂5、表面活性物质的作用润湿作用起泡作用增溶作用乳化作用洗涤作用表面活性剂的用途极广，主要有五个方面：4、表面活性剂Ⅰ.润湿作用

表面活性剂可以降低液体表面张力，改变接触角的大小，从而达到所需的目的。要农药润湿带蜡的植物表面，要在农药中加表面活性剂如果要制造防水材料，就要在表面涂表面活性剂，使接触角大于90°。4、表面活性剂Ⅱ.起泡作用

LowersurfacetensionStiffenthefilmIncreasetheviscidity“泡”就是由液体薄膜包围着气体。有的表面活性剂和水可以形成一定强度的薄膜，包围着空气而形成泡沫，用于浮游选矿、泡沫灭火和洗涤去污等，这种活性剂称为起泡剂。4、表面活性剂浮游选矿

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。

4、表面活性剂浮游选矿的原理图

选择合适的捕集剂，使它的亲水基团只吸在矿砂的表面，憎水基朝向水。

当矿砂表面有5%被捕集剂覆盖时，就使表面产生憎水性，它会附在气泡上一起升到液面，便于收集。水有用矿石矿石泡

矿物憎水表面4、表面活性剂grindedfor4-5times,beneficiationfor6-7times.浮选药剂捕集剂——选择性地吸附在游泳矿物表面含硫化合物烃基酸类：脂肪酸盐，硫酸盐，磺酸盐胺类起泡剂——产生气泡松油（萜品醇，C10H18O），樟脑油（桉树油，C10H18O）三乙氧基丁烷调整剂——通过改变矿粒的表面性质来提高捕积剂的选择性活化剂抑制剂pH调节剂黄药4、表面活性剂Ⅱ.起泡作用

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。4、表面活性剂Ⅲ.增溶作用

非极性有机物如苯在水中溶解度很小，加入油酸钠等表面活性剂后，苯在水中的溶解度大大增加，这称为增溶作用。Thesolubilityofbenzeneis0.07ginwater,9ginsolutioncontaining10%C17H35COOH.

4、表面活性剂

增溶作用与普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均匀分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的胶束中。

经X射线衍射证实，增溶后各种胶束都有不同程度的增大，而整个溶液的的依数性变化不大。4、表面活性剂Ⅳ.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形成的粗分散体系称为乳状液

要使它稳定存在必须加乳化剂。根据乳化剂结构的不同可以形成以水为连续相的水包油乳状液(O/W)，或以油为连续相的油包水乳状液(W/O)。油水O/W型油水W/O型4、表面活性剂

有时为了破坏乳状液需加入另一种表面活性剂，称为破乳剂，将乳状液中的分散相和分散介质分开。例如原油中需要加入破乳剂将油与水分开。4、表面活性剂Ⅴ.洗涤作用

洗涤剂中通常要加入多种辅助成分，增加对被清洗物体的润湿作用，又要有起泡、增白、占领清洁表面不被再次污染等功能。B.加入表面活性剂后，憎水基团朝向织物表面和吸附在污垢上，使污垢逐步脱离表面。C.污垢悬在水中或随泡沫浮到水面后被去除，洁净表面被活性剂分子占领。A.水的表面张力大，对油污润湿性能差，不容易把油污洗掉4、表面活性剂洗衣粉配方举例LAS(对十二烷基苯磺酸钠)20润湿、乳化、分散、起泡和去污AS（伯烷基磺酸盐）10润湿、乳化、分散、起泡和去污硫酸钠(填充剂)30有去污、降低料浆稠度便于搅匀、输送和防止结块的作用碳酸钠7与脂肪污垢皂化而将污垢除去并有较好的吸附性能和促进泡沫生成硅酸钠5对洗衣粉的悬浮、胶溶、泡沫稳定有良好作用STPP(三聚磷酸钠)25分散、胶溶作用复合酶2除净织物上的各种血渍、奶渍及由肉汁、牛奶、酱料等所造成的污垢CMC(羧甲基纤维素)1防止污垢再沉积，保持织物的柔软性及润湿织物和泡沫增白剂≈0.1色素、香精≈0.1洗衣粉中的磷我国洗衣粉年产量在200万吨左右，以平均15％磷酸盐含量计算，每年约有30万吨含磷化合物排放到地面水中，而1克的磷就可使藻类生长100克。导致我国湖泊都处于富营养化状态。五大淡湖之一的巢湖含量超标3.4倍，致使水藻长满全湖，夏天腥臭味熏人；滇池湖水超过国家5类水水质标准，无法饮用；因磷使红色浮游生物繁殖而引发的海水变色--“赤湖”仅1992年就发生50起。4A氟石代替磷酸盐肥皂的主要成分肥皂（粤称番碱）是一种用作个人清洁用品的界面活性剂，通常以固体块状的形式存在。古人在黄河流域使用皂荚洗衣服，后来到长江流域就没有皂荚树。但他们发现有另一种树，其果实跟皂荚的性能一样，可以洗衣服，而且比皂荚更为肥厚丰腴，所以，取名叫肥皂子,也叫肥皂果.后来发明了人造的去污剂的时候,依然使用了"肥皂"这个词.R-COONa，其中R基团一般是不同的，是各种烃基。R-是憎水基，羧基是亲水基。在硬水中肥皂与Ca2+

、Mg2+等形成了凝乳状物质，脂肪酸钙盐等，即通常说的“钙肥皂”而成为了无用的除垢剂。将软化剂加入硬水中可以除去硬水离子，使肥皂发挥作用.羧酸的钠盐R-COONa，合成色素、合成香料、防腐剂、抗氧化剂、发泡剂、硬化剂、粘稠剂、合成界面活性剂.小昆虫水黾水面滑行的秘密：长毛腿增大浮力这种水上昆虫的腿是由数千根精微的毛发组成的，这些毛发的平均长度不到一英寸的千分之二，它们吸收空气，由此增加了水虫腿的阻力，并且增大了这些昆虫身体的整体浮力。‘water-repellentlegsofwaterstriders’.nature,2004,432:36Typicalsideviewofamaximal-depthdimple(4.380.02mm)justbeforethelegpiercesthewatersurface.Inset,waterdropletonaleg;thismakesacontactangleof167.64.