第九章 表面活性劑在界面上吸附

第九章表面活性劑在界面上的吸附陳朝暉Chapter9

InterfacialadsorptionofSAA

溶質(zhì)溶劑SurfaceinactivesubstanceC＜CB負(fù)吸附SurfaceactivesubstanceC＞CB正吸附C：表面相濃度CB：本體相濃度非表面活性物質(zhì)在表面的濃度低于在本體的濃度。表面活性物質(zhì)的表面濃度大于本體濃度。溶液表面層的組成與本體溶液組成不同的現(xiàn)象?！?.1SAA在水溶液表面上的吸附FLdW=Fdx=γ2Ldx=γdAγ=dW/dAW－外界對(duì)液體作的功；A－液體新增表面的表面積；表面自由能(surfacefreeenergy)液膜處于平衡狀態(tài)，若增加一無(wú)限小的力于滑絲上使其向右移動(dòng)dx的距離，形成面積為2Ldx的液膜，此過(guò)程環(huán)境對(duì)體系做的功為：是使液體增加單位面積時(shí)所需做的可逆功，即表面自由能，其單位為mJ.m-2。實(shí)質(zhì)是相同數(shù)量的分子在體相和表面所具有的能量差值，又叫表面過(guò)剩自由能?；蚍Q恒溫恒壓下增加單位表面積時(shí)體系自由能的增量。(a)(b)表面張力的推導(dǎo)平衡時(shí)，有表面張力γ是作用于單位邊界上的表面張力。其中l(wèi)是滑動(dòng)邊的長(zhǎng)度。：?jiǎn)挝唬篘·m-1。(F=(W1+W2)g)表面張力的測(cè)定方法滴體積(滴重)法(thedropvolumemethod)吊環(huán)法(theringmethod)毛細(xì)管上升法(thecapillaryrisemethod)吊片法(theplateethod)§9.2表面張力的測(cè)定1.滴體積(滴重)法(thedropvolumemethod)式中：F=1/2πf為校正因子，V為液滴體積，ρ為液體密度，g為重力加速度常數(shù)。從毛細(xì)管滴下液體時(shí)，溶液表面張力越大，則滴下的液滴也越大W=2πRf，式中：W為液滴的重量，R為滴頭的半徑，為表面張力，f為校正系數(shù)。計(jì)算采用試差法，即用已知表面張力的液體(純水)計(jì)算出滴管頭半徑。先假設(shè)一半徑值，代入純水體積，由計(jì)算值V/R3，查表得F，進(jìn)而得，此值與純水的水對(duì)比，直到相等，即為半徑值。再測(cè)待測(cè)液體，即可求出其表面張力。原理公式計(jì)算例題：25℃下，測(cè)定純水的滴體積為0.050mL，某SAAaq的測(cè)定體積為0.030、0.031、0.032、0.031、0.031、0.025mL。已知：25℃水的表面張力水=71.90mN/m，密度為1.00g/cm3，試求該SAA水溶液的表面張力？(由滴體積法校正系數(shù)表查得：V/R3=7.291，F(xiàn)=0.2464；V/R3=11.76，F(xiàn)=0.2377具體見(jiàn)表)。答案：R=1.62mm，=46.21mN/m解：首先用試差法計(jì)算滴頭半徑：設(shè)R＝1.65mm，則V/R3=0.050cm3/(1.65×10-1cm)3=11.13;查表：F＝0.2835γ＝ρgVF/R=1×103×9.8×0.050×10-6×0.2835/1.65×10-3=70.71<71.90mN/m設(shè)R＝1.60mm，則V/R3=0.050cm3/(1.60×10-1cm)3=12.2;查表：F＝0.2371γ＝ρgVF/R=1×103×9.8×0.050×10-6×0.2371/1.65×10-3=72.61>71.90mN/m設(shè)R＝1.61mm，則V/R3=0.050cm3/(1.61×10-1mm)3=11.98;查表：F＝0.2373

γ＝ρgVF/R=72.22>71.90mN/m假設(shè)R＝1.62mm，V/R3=0.050cm3/(1.62mm)3=11.76;查表：F＝0.2377γ＝ρgVF/R=1×103×9.8×0.050×10-6×0.2377/1.62×10-3=0.0719N/m=71.9mN/m計(jì)算水溶液表面張力：經(jīng)試差計(jì)算R=1.62mm，體積平均V=0.031cm3；則V/R3=0.031cm3/(0.162cm)3=7.291；查表：F＝0.2464

γ＝ρgVF/R=1×103×9.8×0.031×10-6×0.2464/1.62×10-3=46.2mN/m1.簡(jiǎn)述溶液表面張力測(cè)定的常用方法及滴體積法測(cè)定溶液表面張2了解另外三種表面張力的測(cè)定方法。作業(yè)第十章表面活性劑的膠體性質(zhì)陳朝暉Chapter10

ColloidalpropertiesofSAA

這表明表面現(xiàn)象（表面張力及界面張力隨濃度變化）與內(nèi)部性質(zhì)（電導(dǎo)、滲透壓及密度變化等）有著密切的關(guān)系。以上性質(zhì)中有一個(gè)共同特點(diǎn)，即各種性質(zhì)隨濃度變化的關(guān)系中，都存在一個(gè)相互一致的濃度突變點(diǎn)，而且都與γ-lgc曲線中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)濃度一致?！?0.1SAA溶液的性質(zhì)AddYourTitleAddYourTitleAddYourTitleSAA在溶液中形成膠束所需要的最小濃度，稱為臨界膠束濃度(CMC)。SAA在溶液中形成膠束/膠團(tuán)的過(guò)程稱為膠束化/膠團(tuán)化。SAA形成：膠束/團(tuán)、囊泡、液晶、微乳等，分別具有獨(dú)特的性質(zhì)與功能。共同特點(diǎn)：SAA分子或離子以其極性基朝向水、非極性基遠(yuǎn)離水并聚集在一起形成的。這些結(jié)構(gòu)稱為有序聚集體，溶液稱為有序溶液。該有序聚集體在尺度上的特點(diǎn)是至少有一維是納米級(jí)尺寸，為納米微粒制備提供場(chǎng)所和條件。有序溶液成為物理、化學(xué)、生物三大基礎(chǔ)學(xué)科共同矚目的領(lǐng)域。AddYourTitle1925年，Mcbain提出膠團(tuán)假說(shuō)，此學(xué)說(shuō)經(jīng)過(guò)近百年的實(shí)踐證明，并發(fā)展了膠團(tuán)假說(shuō)?！?0.2臨界膠團(tuán)濃度與增溶作用AddYourTitleAddYourTitleAddYourTitle把增溶進(jìn)膠束的物質(zhì)叫被增溶物，在一定濃度SAA溶液中溶解的被增溶物質(zhì)的飽和濃度叫做增溶量。增溶是以cmc為起點(diǎn)，隨著濃度增加增溶量大致以直線增長(zhǎng)。但SAA種類不同，增溶能力有差別。增溶量的測(cè)定方法很多，最簡(jiǎn)單的方法是將液狀的被增溶物質(zhì)少量均勻地滴入SAA水溶液中，測(cè)定溶液變成白色混濁時(shí)的滴入量。如不能鑒別被增溶物質(zhì)產(chǎn)生的白色混濁狀相分離，可用濁度計(jì)或吸收光譜計(jì)等測(cè)定。AddYourTitlecmc以上的SAA水溶液中加入難溶于水的有機(jī)物時(shí)，可得到透明溶液，這種因乳化劑膠束發(fā)生的溶解現(xiàn)象即增溶作用。增溶作用solubilization

1、增溶現(xiàn)象被增溶物質(zhì)為固體時(shí)，同樣可以測(cè)定發(fā)生相分離的濃度。1)膠核增溶4)極性基層增溶2）柵欄層增溶3)吸附增溶2、增溶模型一般認(rèn)為膠束是中心部由液態(tài)烴組成、表面由親水基覆蓋的球形膠束。增溶機(jī)理必然因被增溶物的分子結(jié)構(gòu)(特別是疏水基、親水基的種類、大小、形狀)不同而受很大影響。由于被增溶物種類不同，進(jìn)入膠束的方式也就不同所造成的，其機(jī)理有四種。加溶于膠團(tuán)內(nèi)核（烴類）加溶物質(zhì)與構(gòu)成膠束的活性劑分子之間穿插排列，形成柵欄層（高級(jí)