表面活性剂在界面上吸附好.ppt

3.1表面过剩和Gibbs3.1.2Gibbs吸附公式在恒温时dT＝0，式3-7则变为-Adγ＝Σniαdμi（3-8）两边除以A，得-dγ＝ΣΓidμi（3-9）因dμi＝RTdlnai，代入式（3-9），得-dγ／RT＝ΣΓidlnai(3-10)图3-2表面过剩示意图对于二组分体系，-dγ／RT＝Γ1dlna1+Γ2dlna2(3-11)采用Gibbs法把分界面的位置划在Γ1=0出，-dγ／RT＝Γ2（1）dlna2（3-12）3.1.3Gibbs公式意义例：25℃,一种乙醇水溶液的表面张力与浓度的关系γ=72-0.5C+0.2C2计算浓度为0.5mol.L-1时乙醇溶液的表面吸附量？3.1.4Gibbs公式的实验证实2.放射同位素法3.2表面活性剂在气-液界面上的吸附3.2.1单一表面活性剂溶液表面吸附量的计算2.离子表面活性剂根据电中性原则ΓNa++ΓH+=ΓR-+ΓOH-(3-18)一般情况下，由于水的电离很小，aNa+>>aH+,故ΓNa+=ΓR--dγ／RT＝2ΓR-dlnaR-=2ΓNa+dlnaNa+3.2.3表面活性剂在溶液表面上的吸附等温线及标准吸附自由能的计算3.2.4影响表面吸附的物理化学因素3疏水基疏水基小者，分子横截面积小，饱和吸附量大。3.2.5表面活性剂在溶液表面的吸附状态浓度／M21离子型表面活性剂非离子型表面活性剂243.3表面活性剂在油-水界面上的吸附汞液-液界面张力:2.在加过量有共同反离子的无机盐或非离子表面活性剂条件下3.3.3吸附等温线图3.20表面活性剂在油-水界面吸附层的结构常用的方法:将一定量的固体，与一定量的、已知浓度的表面活性剂溶液一同振摇，待达到吸附平衡时，在测定溶液的浓度，从溶液浓度的改变可算出每克固体所吸附的表面活性剂。3.4.1固体表面的特点③固体表面区域内，在不改变原子数目的条件下，通过压缩和伸长原子间距离可以改变固体表面积的大小。④固体表面的不规则性、不完整性和不均匀性使得在不同区域、不同位置的表面原子微环境有差异，受到周围原子的作用力也不同，故使表面能不同。2.低表面能固体和高表面能固体表3.6几种固体的表面能3.4.2吸附等温线当表面活性剂与固体表面作用强烈时常出现L型和LS型等温线。S型表明，表面活性剂与固体表面的作用较弱，在低浓度时难以有明显的吸附。无论那类等温线，在吸附量急剧上升区域的浓度都接近或略低于表面活性剂cmc值。1.第一类曲线L此种吸附的前提:①吸附是单分子层；②吸附剂表面是均匀的；③溶液的溶剂与溶质在表面上有相同的分子面积；④溶液内部和表面的性质皆为理想的(分子间无作用力)。2.第二类曲线LS这类吸附等温线的特点是：表面活性剂通过静电作用吸附于固体表面上；表面电荷完全中和，等温线上出现第一个平台；随着浓度加大，由于碳氢键之间的憎水相互作用形成表面胶束，使吸附量加大，此时表面电荷反号；当浓度大于cmc时，等温线出现第二平台，表明形成饱和吸附。3.第三类曲线：S形等温曲线这类吸附特点是：在低浓度下等温线是凹的，吸附量很小；当浓度增至一定值后，吸附量急剧上升，然后减缓，最后出现平台，吸附量不再随浓度而变化，整个曲线形如S，故称S型等温曲线。此等温线液可以分为四个阶段：少数表面活性剂分子的亲水基在固体表面上吸附，吸附力较弱；当浓度增加至一定值（cmc）后，因表面活性剂覆盖度增加、相邻分子的憎水基之间的侧面相互作用增强，导致吸附量迅速增加，形成表面胶束；当浓度大于cmc以后，吸附量的增加逐渐减缓，这可能由于部分小胶束被吸附所致；等温线出现平台，达到饱和吸附，此时表面上所有的吸附位皆被亲水基伸入水中的表面胶束所占据图3-25离子型表面活性剂在氧化铝上的吸附图3-26十四酸钾（1）和十二烷基硫酸钠（2）在石墨上的吸附图3-27溴化十六烷基三甲铵在粘胶纤维上的吸附关于极大值的出现的原因由于胶团的形成，使表面活性剂的有效浓度相对减少，因而吸附量减少。因为在吸附量开始下降时所对应的浓度正好在cmc附近。多阶式吸附等温线则常归结为吸附剂表面的不均匀和表面活性剂的不纯的结果。1.表面活性剂疏水基链长2.温度图3-30不同温度下C8H17O(C2H4O)6H在石墨上的吸附3.pH值产生这种现象的原因：离子表面活性剂的吸附与吸附剂的界面性质有关。当pH高时，表面带负电，易吸附阳离子表面活性剂；当pH低时，吸附剂表面带正电，易吸附阴离子表面活性剂。非离子表面活性剂在溶液中不解离，以分子或胶束状态存在，吸附剂界面电性对非离子表面活性剂的吸附没有明显影响。4.表面活性剂类型的类型图3-32石墨化碳黑上的吸附1C12H25O(C2H4O)6H;2C12H25O(C2H4O)8H;3C12H25O(C2H4O)12H;4C12H25SO4Na5.吸附剂表面性质第一类：强烈