第五章 表面活性物質(zhì)

1※

混合氣體吸附4.3.1Langmuir單分子吸附理論與另一種氣體的壓力無關A+B

兩種氣體：?若pA和pB都很小:?若pA很大,

pB很小:?壓力大的氣體,其吸附量與壓力小的氣體壓力無關；?壓力小的氣體,其吸附量與壓力大的氣體壓力有關。24.3吸附理論氯乙烷在炭上吸附CO在活性炭上吸附4.3.2Freundlich公式(k,n:經(jīng)驗常數(shù),n＞1)?原是經(jīng)驗式，先現(xiàn)有熱力學理論依據(jù)。34.3吸附理論4.3.3BET多分子層吸附理論1938年,Brunauer/Emmertt/Teller假設：

①表面均勻;

②

吸附力是vanderWaals引力,多分子層吸附;

③同層吸附分子間無相互作用;

④吸附平衡時各層吸附分子所占面積保持不變;

⑤除一層外,其它各層的吸附熱相當于液化熱。44.3.3BET多分子層吸附理論(1)二常數(shù)公式含兩個常數(shù):Vm

和

cV:壓力為P時的吸附量Vm

:單分子層的飽和吸附量

c:與吸附熱有關的常數(shù)

p0:氣體的飽和蒸汽壓

p/p0:相對壓力?吸附層數(shù)不限：p→

p0,V→

∞?直線式：成直線54.3.3BET多分子層吸附理論(2)三常數(shù)公式設吸附只有n層：含三個常數(shù)：Vm，c，nx=p/p0(3)討論①

當n→∞,三常數(shù)公式→

二常數(shù)公式;(x<1)當n=1,三常數(shù)公式

→Langmuir公式;②

可解釋第I、II、III型吸附等溫線，修正后能說明第IV、V型

吸附等溫線;c

值不同，形狀不同；③

x在0.05～0.35之間,BET公式與實驗結(jié)果吻合較好。64.3.3BET多分子層吸附理論(4)應用測定固體的比表面積?吸附實驗測定不同p下的V值，

得V~p等溫線；??標準方法：低溫（液氮溫度）下,吸附N2。7第四章固體的表面性質(zhì)4.4毛細管凝結(jié)理論4.4.1吸附滯后現(xiàn)象吸附等溫線與脫附等溫線不重合的現(xiàn)象;V一定時，p吸＞p脫;多孔性固體。4.4.2毛細管凝結(jié)理論Kelvin公式：毛細管中:84.4.2毛細管凝結(jié)理論(1)接觸角滯后-

吸附時:前進角θA

-

脫附時:后退角θR實驗證明:V相同時，

pr吸附

＞

pr脫附?吸附相當于凝聚,氣相壓力接近蒸汽壓時,才發(fā)生吸附或脫附。(2)“墨水瓶”理論?吸附時，p＞

時，才發(fā)生凝結(jié).?脫附時，p＜

時，才發(fā)生脫附.94.4毛細管凝結(jié)理論∵

＞(凹液面,Kelvin公式)∴

V相同，p吸

＞

p脫

“進孔難，出孔易”4.4.3應用測平均孔徑和孔徑分布?平均孔徑

p→

p0，讓毛細管全部充滿液體設吸附量為

mg/g孔體積

V孔

=m/ρ孔面積

As

=2πrh(比表面積)V孔=πr2h膠體熄化學(C講ol飽lo倚id竹C歌he懶mi板st孫ry景)第五膏章消表歷面活瘡性物閑質(zhì)5.態(tài)1溶液技的表蒙面張導力和選表面滴活性10(1進)溶液亂的表告面張診力與接溶液購濃度鄙的關私系三種美趨勢崖：?σ隨c增加允而增何大(近乎臘直線),無機惰鹽、碰酸和健堿等;?σ隨c增加灘而逐伏漸下潑降,小分獸子醇送、胺樓、羧戒酸等們極性務有機圖物;?σ隨c增加都先急味劇下禍降,一定沈濃度匙后趨掩于恒住定值,具八容個碳縣以上謀的有賄機酸表鹽、奔胺鹽艙、磺圾酸鹽落和苯肥磺酸僻鹽等寇。11(2至)表面鹿活性第五繼章貼表羊面活拴性物亮質(zhì)若一篇種物渣質(zhì)能究顯著遣降低允另一啄種物涉質(zhì)的σ時，角則這堅種物蟲質(zhì)對名另一種物比質(zhì)有表面沒活性。通常,能顯饑著降蠻低水澇的σ的物大質(zhì)稱劃為表藥面活稈性物籌質(zhì)(劑)。σ～c經(jīng)驗摘關系燙式:a、b:常數(shù);c:濃度;σ0和σ:溶劑簽和溶康液的非表面沈張力拉。5.銅2表面廊活性燃物質(zhì)(劑)(1絡)結(jié)構(gòu)零特點雙親拆結(jié)構(gòu):分子黨中同蜓時含遺有親宰水基竄和親豪油基棕櫚訪酸鈉竹（C15H31CO巡壽ON膽a）12(2拘)分類5.敏2表面?；钚詯偽镔|(zhì)(劑)①陰離據(jù)子型羧酸當鹽型磺酸恢鹽型硫酸糧酯鹽況型磷酸待酯鹽霸型②陽離洞子型季銨率鹽型吡啶羽鹽型新吉賭爾滅13烷基善酚聚迫氧乙倉烯醚R-娃(C6H4)-碰O(樹C2H4O)nH聚氧和乙烯飲烷基忠胺R2N-好(C2H4O)nH聚氧財乙烯融烷基茄酰胺R-議CO舌NH紅(C2H4O)nH脂肪蘭醇聚氧踩乙烯秘醚R-嬸O-睡(C竄H2CH2O)nH④兩性鋪表面展活性枯劑含有趟兩種領及以帥上極柏性基瓶團③非離售子型5.果2表面存活性凝物質(zhì)(劑)甜菜瞇堿型氨基焦酸型R-館NH包CH2-C績H2CO樓OH14⑤高分鏟子型分子社量在煉幾千印～數(shù)服萬間勸的高該分子凡能翠使體督系的鑰界面詠狀態(tài)借發(fā)生脆明顯鹿變化療的物柱質(zhì)，皆可蛇稱為迫表面旱活性騎物質(zhì)薦。5.涼2表面濟活性墻物質(zhì)(劑)非離緞子-陰離寄子型燒非池離子-陽離攪子型陰離惜子-陽離竟子型昌陰捐離子-陽離暈子-非離醉子型⑥特殊懲表面紛活性逆劑?氟表高面活粒性劑初：碳刑氟鏈朽為疏脊水基全氟媽辛酸貫鉀CF3(C祝F2)6CO難OK?硅表面夏活性晌劑：毀硅氧技烷鏈艇為疏確水基(C刪H3)3Si范[O欄Si畏(C艙H3)2]n(C級H2)3N+(C池H3)3·C敗l-155.系2表面草活性輩物質(zhì)(劑)?Ge逢mi考ni型：由幟一個敞橋連顆基團則連接局兩個肥雙親畢結(jié)構(gòu)?Bo跑la型：兩瓜親水葬基間鳥連接星疏水溫鏈HO2C(勻CH2)16N+(C老H3)3·B遼r-165.壟3表面紛活性稱劑在炊溶液寶表面款的吸北附第五士章尸表挎面活盲性物斑質(zhì)5.憑3.榨1表面蠻過剩-吸附表面繭活性捧劑在會界面蘿相的懲濃度晝超過破溶液襪體相芬濃度針的現(xiàn)拋象平衡機的α-綠β兩相α相：污溶質(zhì)靜摩爾獸數(shù)nαβ相：滔溶質(zhì)敲摩爾硬數(shù)nβ體系輛中溶威質(zhì)總添摩爾援數(shù)nn=nα+nβ但nα≠cα·Vα，濃裳度不承均勻廈。?175.有3.疊1表面型過剩-吸附α相溶扁質(zhì)的縣摩爾碗數(shù)nαβ相溶黑質(zhì)的播摩爾恒數(shù)nβ界面稍相中牢溶質(zhì)鼓過剩估量ns=n-(nα+nβ)單位企面積弊的表尾面上飛過剩(吸附狗量):A-界面批相的怎截面努積一般島氣相好濃度折＜＜斤液相取濃度nα+nβ≈nα單位mo廚l·洪m-2同理：185.薄3表面礙活性尾劑在帖溶液聚表面使的吸點附5.漸3.狐2暑G知ib雁bs吸附液公式界面靠相:拾dV=0(柜)T,σ,μi條件岔下積樸分上彈式微分士上式--盾--但--摸--戶--護-*--扔--棋-**19對比*和**兩式棋：5.臂3.碌2朋G鋼ib論bs吸附晨公式(趟)T條件若下：二組剝分體言系:釣1輸-溶劑遠，2-溶質(zhì)按Gi欄bb債s規(guī)定氣：Г1=0只有劈燕一個章面符增合此比條件Г2(1慚)是規(guī)姜定物完質(zhì)1的表岔面過彈剩為并零時堤物質(zhì)2的表畏面過衡剩量205.嗽3.冷2蠶G癢ib相bs吸附套公式—素Gi濱bb品s吸附替公式濃度綢很稀港時，ai≈ciГ是表志面過纖剩量伏，當cα和cβ很小秀時，Г可看砌作表蠶面相堆的濃水度:負吸附>0,Г2(1)<0正吸附<0,Г2(1)>0—滑Gi煤bb膨s吸附區(qū)公式215.冰3表面獨活性東劑在邁溶液準表面軟的吸內(nèi)附5.關3.景3介G己ib演bs吸附崖公式客的應擊用考察吐表面籠活性漫劑在判界面擇相中凍的狀樂態(tài)?測定圓表活恰劑分特子在飄界面就上占箭據(jù)的劣面積由σ~c曲線→Г~c曲線ГmГm單分匪子層淘飽和痰吸附系量表面黑活性旋劑，Гm近似頭看作基表面皺濃度:22第五惰章耽表晴面活晃性物邀質(zhì)5.寄4表面狼活性鍛劑的垮膠束寇作用5.咳4.燃1膠束嗚及臨謹界膠恩束濃腎度?膠束真：表翻面活元性劑奇分子吵絡合筑形成障的膠暴粒大愧小的贈聚集介體?臨界茂膠束注濃度(C諷MC槐):開始翻形成堡膠束衡的濃吹度?締合異膠體紛：膠耳束與征其反明離子逆組成呆的締流合體235.躬4.課1膠束謙及臨壟界膠此束濃互度-表面坊活性鋤劑不雄純所錘致，僻純度暴檢驗辰的方俯法之跌一；-雜質(zhì)漂先吸豈附，耳后脫莖附。表面層張力強曲線勝上常甚存在匙極小灘值：5.震4.太2膠束刑的大眠小和紋形狀聚集附數(shù)(n)：締合鴨成一肝個膠遵束粒至子的料表面虎活性綢劑分梅子或爪離子盆的平柳均數(shù);一般排為10蠟0吩±墳50個分喚子or離子/膠束茫。形狀屑：球形棒狀層狀245.慘4表面臂活性折劑的濤膠束恥作用蠕蟲割狀膠諷束5.變4.夾3影響CM消C的因版素(1即)表面若活性情劑的串結(jié)構(gòu)憎水行基：C數(shù)增訴大，CM戰(zhàn)C降低棗；親水咐基：悶影響會不大進；離子茫型的CM喉C＞非稠離子仔型的CM時C（R相同慚）；支鏈鍋結(jié)構(gòu)斜：CM蠻C增大慌；含氟惑的CM南C＜＜樸無氟雄的CM遇C（H被F取代爛）。255.顆4.粗3影響CM奧C的因擊素(2捷)溫度離子陳型:T升高切，CM職C略有煩增大Kr足af打ft點-溶解燦度迅音速增廳大時手的溫塊度Tk非離路子型悅：T升高礙，CM購C降低濁點-溶液時變濁省時的你溫度(3耕)添加葛劑無機與鹽：案使離勝子型刑表面舍活性鼠劑的CM累C降低對非唐離子押型表餐面活局性劑底的CM絲式C影響門不大極性備有機鄰物(如乙輕醇)：離漏子型臟的CM甚C降低非離拾子型改的CM敵C增大265.墨4表面藏活性共劑的碰膠束懼作用5.誘4.鈴4膠束獎形成糾熱力輸學膠束港形成義過程創(chuàng)是自辣發(fā)過汗程，體膠束芝體系合是熱枝力學星穩(wěn)定脾性體流系。(1逮)相分魚離模增型膠束的形成

新相的形成

動態(tài)平衡aNam①非離濫子型275.妖4.歇4膠束轟形成軟熱力朵學每摩爾表面活性劑形成膠束時的自由能變化膠束環(huán)是新粥相:am=布1稀溶醬液:aN≈cN(非締萬合分深子的探濃度)285.廳4.絕4膠束打形成層熱力考學②消離子燭型A-M+1mol表面活性劑形成膠束的am=燥1a≈ccA=標cM295.被4.怨4膠束惱形成驗熱力鍵學(2儀)質(zhì)量嬌作用鍵模型膠束形成過程

締合過程①非離能子型開始:c0平衡:c(1椅-x)c掩x雞/堪j1李mo貫l表面執(zhí)活性紐奉劑形折成膠椒束設開暢始濃燦度為CM潤C，則x很小嶄，第偽一項恐可忽崇略:30②離子天型A-M+5.喬4.選4膠束布形成剛熱力士學(z+不好神測)如z=毛0，?

試用相分離模型推導An-M+n型表面活性劑膠束形成過程的

與CMC間的理論關系式。=nRTlnn+(n+1)RTlnCMC315.譯4表面汗活性自劑的符膠束啊作用5.災4.駝5取C奔MC的測胞定方誼法①沸表面祥張力暫法②廟電導偶法貓離子頁型表勢活劑③法濁度除法表面擱活性漆劑溶高液+烴類接物質(zhì)由濁毒變清祝時的辯濃度裳為CM然C32第五濱章喬表北面活載性物蓄質(zhì)5.劫5增溶跡作用(1混)增溶瓣作用-表面和活性繁劑提高難曬溶物擠質(zhì)在航水中孕溶解漢度的援現(xiàn)象-增溶禁劑：估能起賤增溶區(qū)作用孟的表銹面活冒性劑(2西)特點①表面夫活性膠劑濃膛度大即于CM跌C后,才有橫明顯挺的增鎖溶作駱用;②增溶僑作用伍是自張發(fā)過晉程，漲被增錦溶物勺質(zhì)的吹化學起勢下賓降;③增溶之與溶翁解不貿(mào)同;溶解-體系耐依數(shù)永性有給明顯允變化增溶-體系糖依數(shù)班性無艇明顯慢變化(膠束密的數(shù)嘗目無蒜變化,只增仗大)④增溶扔后不畏存在康兩相晶，溶怨液透億明;⑤增溶呈作用董是一奔個可哲逆的訂平衡蹲過程。335.吧5增溶皺作用(3取)增溶丈機理?膠束營結(jié)構(gòu)呀中同串時存啞在極晌性和挑非極菜性區(qū)遍域，練增溶薦物依努據(jù)“野相似釋者相溶營”原國理“丘溶解農(nóng)”于住極性箭相近載區(qū)域孩。?增溶桑方式貨：-溶于政膠束嫂內(nèi)部李的碳逢氫鏈姿“溶永劑”誤中~非極姓性分傳子；-溶于片膠束沸的柵俊欄層挺中~極性紐奉分子(長鏈茄醇、妹長鏈害胺)；-吸附秋于膠填束的束表面~既不微溶于蠻水又民不溶明于油澆的物游質(zhì)(鄰苯朵二甲該酸二督甲酯);-非離唯子型但表面卸活性恰劑膠搜束，釋增溶收物包揪覆于垃聚氧燙乙烯蘿“外貼殼”懂中~酚類史化合攏物。345.旬5增溶危作用(4抄)增溶猜作用槳的應寺用①兄膠束秤催化②蜓洗滌③貫醫(yī)藥熱防冊止藥罩物的饑氧化書和水錦解，蛙提高涉其穩(wěn)因定性架。5.客6表面刺活性熔劑的HL糞B值5.筋6.處1亡HL密B值HL刊B值越占大，采親水求性越船強。此（可該查表岔）親水愈親油片平衡猴值(H苗yd宰ro怨ph晌il仍e-孕l(wèi)i蛇po春ph胡il體e錫Ba貿(mào)la驅(qū)nc晉e)規(guī)定仔：親秩油性億強的總油酸HL踐B朱=創(chuàng)1親水繳性強垃的油赴酸鈉HL框B掛=眨18HL窮B值是游相對奧值，色如十忠二烷亂基硫渴酸鈉(A瘡S)決H痛LB策=4援0。355.敢6表面忌活性監(jiān)劑的HL膜B值5.述6.師2估算濟方法（1）非園離子套型活雄性劑（2）基洞數(shù)法（陰娃離子猜和非眾離子撈型活假性劑社）?各種舞基團鋼的基數(shù)孫可查鼻表。36（3）重哈均法-混合戚活性課劑體駕系5.歉6表面蠢活性攻劑的HL食B值種類HL注B質(zhì)量Aa許xBb漏yCc裝z5.拼6.治3奔HL倒B值的漂應用根據(jù)送HL病B值可推萌測表活妙劑的可柴能用學途增溶鍬作用HL鏡B饑=值15～18消泡標作用HL殿B凱=冶1～3可根躍據(jù)H抓LB咐值選靜擇合堤適的敘表面主活性圖劑37第五熊章牲表勉面活觸性物愛質(zhì)5.維7不溶擔物的兇表面翻膜(1謊)表面霧壓膜對逗單位倒長度證浮物至所施順加的字力π單位mN沉·m-1π=σ0-σσ0水的坦表面價張力σ有膜今后的排表面擔張力?表面堪壓等削于水蜘的表縱面張漂力被魄膜所滋降低垃的數(shù)憑值。-不溶愈性物質(zhì)(表活叛劑如R-睛CO坑OH畢)在水本表面撕形成覺的單囑分子油膜5.朵7.遠1表面及膜的賽性能膜天平水面上:π～60mN·m-1

膜厚1nm～500atm385.庭7不溶溉物的隸表面恢膜39(3決)表面膜粘心度ηs膜引憐起的男表面息粘度練的變劫化測定態(tài)方法:-表面寨狹縫用粘度壁計由液典面流澇速測ηs適用庫于低ηs表面孩膜-扭力遲擺法由擺閑動速騙度測ηs適用填于高ηs表面鋪膜研究扎膜相堅變和欺膜分犧子間宿相互違作用5.籍7不溶辭物的議表面吩膜40πA(nm2/分子)~0.5~0.25~0.25.增7不溶虎物的途表面糖膜5.惹7.懂2單分犁子膜笛的物石理狀懂態(tài)π–A曲線①氣態(tài)傘膜(G)敘OA段A很大,＞40簽n所m2/分子膜分塑子自乳由運候動π-A曲線衛(wèi)類似放于理怖想氣辨體的P-V曲線π很小,＜0.珠1散mN英·m-1理想薄氣體PV=kT?理想意氣體雪膜狀態(tài)切方程πA徒=kTk早-Bo疲lt撫zm介an竄n常數(shù)條件:鋤(i)膜分醬子大灶小可中忽略(ii)膜分辨子間足無相息互作篩用415.覺7.聞2單分雙子膜慣的物鹿理狀怎態(tài)?非理齡想氣腳態(tài)膜狀態(tài)倘方程π(A-罩A0)=石i下kTA0-膜分址子獨繡占(截)面積i和b-常數(shù),與分高子引侵力有妨關AB段:氣-液兩祝相平杯衡π視為膜的伍蒸汽暮壓②液態(tài)瓣擴張閘膜(L1)拴B些C段-膜是吳液體品的，致但壓囑縮系醒數(shù)比殘正常關液體倉大的野多;-性質(zhì):π固定,T升高,A增大,即膜易拍膨脹;-膜分瞞子介何于立寶著和保躺著割之間藥。425.蛋7.朋2單分購子膜較的物凱理狀蝕態(tài)La挖ng脾mu訴ir認為:L1膜是功一種滴極薄到的雙歌重膜液相性質(zhì)氣相余性質(zhì)π0-碳氫膠鏈分巷子間引力πp-極性例基之掉內(nèi)排大斥力膜是茫液態(tài)焦的,膜中分子聚集頭成團(二維鋪膠團)③遣轉(zhuǎn)變省膜(I)CD段④液態(tài)喂凝聚師膜(L2)并DE段壓縮候系數(shù)押很小初，象海液體極性鎖基帶顧少量紀水-半固飽態(tài)膜435.當7.辦2單分周子膜透的物戶理狀懷態(tài)(1嘴)測定陪高聚鵲物的剝分子跳量π/c是=宗R捆T/MrMr-相對艇分子章量c周-單位芽面積常上聚而合物但的質(zhì)獅量(2材)阻滯罪水的療蒸發(fā)十八擺醇和濟十六濱醇已慢成功兵應用(3蠶)研究禽界面滑化學抬反應(i漢)平滑次的均谷勻界蹦面;蘆(i繩i)改變π可調(diào)需控分斤子取權向,產(chǎn)生燥特殊缺效應。⑤固態(tài)當膜(S)就E救F段-壓縮介系數(shù)