參考應(yīng)用技術(shù)學(xué)院電子教案

沾附潤濕（adhesionwetting）液液gllg固Gl-sl-gs-Wa Gl-sl-gs-浸濕潤濕 固體浸入液體中，氣－固界面轉(zhuǎn)變?yōu)椋探缑娴倪^程稱為浸濕潤濕（dipwetting）Glsgs Wi

液固液鋪展?jié)櫇瘢╯ wettin這種過程稱為鋪展?jié)櫇瘢╯preadingwetting）.等溫、 GlsglgsSGgsgllss稱為鋪展系數(shù)（sreadin 鋪展過氣氣液b固液b固接觸角（contactangle）與潤力之間的夾角稱為接觸角也稱為潤濕角，通常用接觸角與潤濕如在玻璃表面，為不潤濕；

s-gl-l-楊氏（T.Young）接觸角與潤濕Wagl(1cosWiglSgl(cos溶液的表面張力與溶液濃度的表面活性劑(surface-activeagent)。可以從~c曲線中直接看出。Traube

戊 c/(moldm3

甲丁~c d0

正吸附(positive溶劑＞溶Ⅱ

d>0負吸附(negative溶劑＜溶 曲線

d> ccOGibbs吸附等(Gibbsadsorption吉布斯 2α相和β相的強度性質(zhì)與實際系統(tǒng)的強度性質(zhì)完相同，系統(tǒng)的總體積VV＝VαVβ(3)表面過剩物質(zhì)的量(surfaceexcessamountofsubstance)B Bn n B

cBV 表面過剩物質(zhì)的量(suraceexcessamountsubstance)def ＝

:molm(4)表面相SS‘面位置的選定,a與b面積相dGSdTVdpdAS

在界面相的Tσ、pσ、γ、μσ GA

nB0SdTV

Adn B(4)Gibbs吸附等溫 0Ad B根據(jù)表面過剩物質(zhì)的量B的定義，上式nn-dB Γ

ΓΓB-d

BB

-d

Γ2d2

22 22

Γ 2

RTln

其中：

c2 c,2 恒溫下，dμ＝RTlnac,2，代入Gibbs吸附等溫式2Γ 2

ac,2 1 RTln1

c,2

RT

c,2ΓΓ2

2 Γ2 RTc2這就是Gibbs吸附等溫 厚度約為2.5nm 0

式中稱為表面壓，0為純水的表面張力，為溶，所以液面上的浮片總是*a凝聚膜凝聚膜轉(zhuǎn)變膜氣態(tài)膜氣態(tài)膜g擴張膜ll

a/a*a不溶性表面膜的一些RT c膜1L-B和Blodgett首創(chuàng)的，故稱L-B膜。 L-BX累其通過細胞膜 表面活性表面活性劑的activeagent)或表面活性物質(zhì)。..表面活性劑的各種類型的表面活分陰離子

名硬脂酸二

CH(CH SONa 陽離子

溴代十六烷基三甲十二烷基二甲基甜菜聚氧乙烯 劑S） 劑T）

CH(CH CHSONa CH(CH NH CH3(CH2)15N＋—2\CH2聚乙烯失水山梨醇石蠟烴基H烷基酚基 脂肪酸基脂肪酰胺基脂肪醇基脂肪胺基

烷基酮基O( CHO親水基原子3磺酸SO33硫酸酯基－O－SO3羧基－O 酰胺羥基N銨O- 磷酸 硫基鹵素Cl、－Br氧乙烯基 表面活性劑的結(jié)構(gòu)對其效率及能/(N

SO3

c

.moldm3

/(Nm1 CCk

CH

CH c/(103moldm3表面活性劑是兩親分子(amphiphilicmolecule)。 這種多分 體稱為膠束(micelle)臨界膠束濃度(CriticaIMicelle表面活性劑在水中隨著濃度增大，表面上的一些物質(zhì)的臨界C12H35(CH3)3NCl

臨界膠束

去污作 密度改表面活性劑溶表面活性劑溶液質(zhì)滲透摩爾電導(dǎo)界面張

濃

(b)空氣水水

憎水和水相--++-++-- 球形膠

或

W/O微乳液單室泡

..表面活性劑的HLB

例如： HLB024

81012141618 石蠟 劑潤濕

洗滌 增溶 |————

聚乙二10.6.7 潤濕作用(wetting

增溶作用(solubilization一種或幾種液體以大于10-7m直徑的液珠分散乳狀液。分散作用(dispersedaction)

洗滌作用(washing非離子表面活性劑等作原料制成的滌劑去污WasDs-wD- 在滌劑中往往除了加某些起泡劑、乳現(xiàn)在已使用含磷洗滌劑，目前主要用鋁硅第十章表面現(xiàn)1本章理解表面張力和表面Gibbs函數(shù)的概念了解鋪展和鋪展系數(shù)。潤濕、接觸角和Young理解彎曲界面的附加壓力概念和 ce方程理解 及其應(yīng)用。解釋亞穩(wěn)狀態(tài)和新相生成象了解物理吸附與化學(xué)吸附的含義和區(qū)別。掌握吸附、單分子層吸附模型和吸附等溫了解溶液界面的吸附及表面活性物質(zhì)Gibbs吸附等溫式重點：La ce方程、Kelvin 溫式和Gibbs吸附等溫式等 難點：表面張力和附加壓力的關(guān)系，Gibbs表面相的念界面層及分散對固-氣界面及液-氣界面亦稱為表面def V

def 表面張力與高度分散系統(tǒng)的熱力學(xué)基 δWrJm－２＝ＮmmＮm單位長度上的力，故稱γ為表面張力高度分散系統(tǒng)的熱力學(xué)基本方高度分散系統(tǒng)具有巨大的表面積，所以具有巨大的表面能。dH=TdS+Vdp+γdAs+∑μBdnBdA=－SdT－pdV+γdAs+∑μBdnBdG=－SdT+Vdp+γdAs+∑μBdnBG

A sT,p,n(γ，因此又稱為。γ(金屬鍵)>γ(離子鍵γ(極性共價鍵γ(非極性共價鍵 彎曲液面下的表αpdefα

pdef

若為液相為氣相，液面為凸面時Δp>0，p

若為氣相為液相液面為凹面時Δp>0，pgpl氣體[見圖10-液面為平面，rΔp=0，pg=pl[見圖10-2（c

?氣 lp lp?

g 氣

?氣 pγ

?

液

附加壓力p總是指向球面的球心（或曲面的曲心)毛細管現(xiàn)h2B 毛細管現(xiàn)rRh沿毛細管上升 θ>90°（呈凸面）彎曲液面的飽和蒸氣r根據(jù)熱力學(xué)推導(dǎo)，可以得出曲率半徑為r的液滴或毛細管中r

與平面液體的飽和蒸氣壓 ln

開爾文方程* B*pr由開爾文方程，可知彎曲液面的飽和蒸氣壓與平面液體prp*(凸液面pr

*(毛細管中凹液面亞穩(wěn)狀定溫下，當(dāng)蒸氣分壓超過該溫度下的飽和蒸氣壓，而蒸氣定溫、定壓下，當(dāng)溶液中溶質(zhì)的濃度已超過該溫度、壓力下的溶質(zhì)的溶解度，而溶質(zhì)仍不析出的現(xiàn)象叫溶液的過飽和現(xiàn)象，此沸騰的現(xiàn)象，叫液體的過熱現(xiàn)象，此時的液體稱為過熱液體定壓下，當(dāng)液體的溫度已低于該壓力下液體的凝固點，而液體仍不凝固的現(xiàn)象叫液體的過冷現(xiàn)象，此時的液體稱為液體對固體的潤濕潤濕是指：固體表面上的氣體(或液體)被液體(或另一種液體潤濕類型可分為：沾附潤濕、浸漬潤濕、鋪展?jié)櫇瘢ㄒ? 沾

浸漬潤圖10-3

鋪展?jié)櫳鲜鋈N潤濕能否自發(fā)進行，則由在定溫、定壓下單位面ΔGd,w＝γ(s/l)－γ(s/g)ΔGs,w＝［γs/l+γl/ ］－γs/

式中s稱為鋪展系數(shù)，若s>0，則液體可自行鋪展于固體表液體在固體表面上的潤濕現(xiàn)象還可用接觸角來描述。接觸則 γ(s/g)=γ(s/l)+此式稱為楊(Young)方程 γM

γO

Nγ

接觸角（潤濕角溶液界面上的

Ⅱ水中加有機酸、醇、酯、醚、酮

水中加入肥皂 滌劑等表面過剩物質(zhì)的溶質(zhì)在界面層中比體相中相對濃集或貪乏的現(xiàn)象稱為界面上的吸咐，前者叫正吸附，后者叫負吸附吉布斯（Gibbs）定義“表面過剩物質(zhì)的量”ΓＢ來表defΓΓABAs吉布斯方aBΓBRTa

BcBΓ RT B上式