膠體與界面化學(xué)習(xí)題課件

表面現(xiàn)象表面現(xiàn)象1作業(yè)：界面張力與壓力的關(guān)系增加壓力，界面張力增大。這可用熱力學(xué)公式說(shuō)明：因?yàn)檫\(yùn)用全微分的性質(zhì)，可得：（dγ/dp）T，As=（dV/dAs）T，p=ΔV（dγ/dp）T，As等于等溫等壓下一定量的分子從體相轉(zhuǎn)移到表面時(shí)體積的變化。因?yàn)棣?/p>

（體相）＞ρ（表面）（dV/dAs）T，p＞0

作業(yè)：界面張力與壓力的關(guān)系增加壓力，界面張力增大。這可用熱力2表面現(xiàn)象1、表面現(xiàn)象產(chǎn)生的根本原因是什么？答：物質(zhì)表面層的分子與內(nèi)部分子的周?chē)h(huán)境不同。內(nèi)部分子所受其周?chē)徑嗤肿拥淖饔昧κ菍?duì)稱(chēng)的，各方面的力彼此抵消。但在表面層的分子卻不一樣，它們一方面受到本相內(nèi)分子的作用，另一方面又受到相鄰分子的作用，這兩方面的作用力是不相同的，不能抵消表面現(xiàn)象1、表面現(xiàn)象產(chǎn)生的根本原因是什么？3因此，表面層的分子與內(nèi)部的分子不相同，表面層的性質(zhì)與內(nèi)部也不相同。這就是產(chǎn)生表面現(xiàn)象的根本原因。2、液體表面能是怎樣產(chǎn)生的？答液體內(nèi)部的分子，所受其周?chē)姆肿拥淖饔昧κ菍?duì)稱(chēng)的，彼此可以抵消。而處于液體表面層的分子則不同。表面層因此，表面層的分子與內(nèi)部的分子不相同，表面層的性質(zhì)與內(nèi)部也不4的液體分子一方面受到內(nèi)部分子的作用力，另一方面又受到氣相分子的作用力。由于氣相密度小，表面層分子所受到的內(nèi)部分子力對(duì)他的引力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣相分子對(duì)它的引力。這些力的總效果是指向內(nèi)部的拉力。這個(gè)力總是力圖把液體表面層分子拉向內(nèi)部，使表面積縮小。因此，液體內(nèi)部的分子要移到表面的液體分子一方面受到內(nèi)部分子的作用力，另一方面又受到氣相分子5層來(lái)，就必須反抗這個(gè)指向內(nèi)部的拉力而作功。這個(gè)功就成了表面層分子的位能而儲(chǔ)存在表面。即表面層分子比內(nèi)部分子具有較多的能量。這就是液體的表面能。3在什么情況下要考慮物質(zhì)的表面性質(zhì)？舉例說(shuō)明。層來(lái)，就必須反抗這個(gè)指向內(nèi)部的拉力而作功。這個(gè)功就成了表面層6答一般說(shuō)來(lái)，當(dāng)物質(zhì)分散度比較高，比表面很大，表面能占有不可忽視的地位時(shí)，就要考慮表面性質(zhì)。例如：水的飽和蒸汽壓是溫度的函數(shù)。在20度時(shí)，蒸氣壓17.5mmHg柱，這是對(duì)正常的水而言的。如果水滴很小，其蒸氣壓就不止是溫度的函數(shù)，而且與水滴的半徑有關(guān)。水滴半徑越小，蒸氣壓越大。當(dāng)水答一般說(shuō)來(lái)，當(dāng)物質(zhì)分散度比較高，比表面很大，表面能占有不7滴半徑小到10—6cm時(shí)，蒸氣壓是正常值的1.114倍。這就要考慮表面的性質(zhì)了4表面能、表面自由焓，比表面自由焓表面張力是否是同一概念？答由于液體表面層分子受到一個(gè)指向內(nèi)部的力，當(dāng)其表面擴(kuò)大時(shí)，必有一部分內(nèi)部的分子轉(zhuǎn)移到表面上來(lái)，這就要克滴半徑小到10—6cm時(shí)，蒸氣壓是正常值的1.114倍。這就8此拉力而作功。此功就成為表面分子的位能（比內(nèi)部分子多余的能量）而儲(chǔ)存在表面。這就是表面能。通常所說(shuō)的表面能就等于增加單位表面積所要對(duì)體系所做的功。即表面能。當(dāng)把比表面能與體系的熱力學(xué)函數(shù)聯(lián)系起來(lái)時(shí)，要注意條件。在恒溫恒壓和組成不變的情況下，表面積增加DA所需的此拉力而作功。此功就成為表面分子的位能（比內(nèi)部分子多余的能量9對(duì)體系做的功為：σ就是恒溫恒壓下和組成不變的條件下增加單位表面積所引起的體系的自由焓變化，稱(chēng)為能夠?yàn)楸砻孀杂伸剩ê?jiǎn)稱(chēng)表對(duì)體系做的功為：10面自由焓）?？梢?jiàn)，表面能、表面能、比表面自由焓都是同一個(gè)概念的不同稱(chēng)法。表面張力是力圖縮小液面的一種張力。它是作用在液面上任一條線(xiàn)的兩側(cè)，垂直于該線(xiàn)并沿液面的切面向著兩側(cè)的拉力。要使液面表面增加，就要反抗表面張力而對(duì)體系作功。表面張力的單位是面自由焓）?？梢?jiàn)，表面能、表面能、比表面自由焓都是同一個(gè)概念11牛頓/米。若分子分母都乘以米，則變成焦耳/米2，就是表面能的單位?？梢?jiàn)，表面張力不僅在數(shù)值上，而且在量綱上都等于表面能。所以，一般把σ也稱(chēng)為表面張力。在許多公式推導(dǎo)中，表面能和表面張力都用σ這個(gè)符號(hào)，互相代替也不會(huì)引起誤會(huì)。但是嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，表面張力是一種張力，牛頓/米。若分子分母都乘以米，則變成焦耳/米2，就是表面能的12表面能是一種能量，在概念上是不同的由于他們關(guān)系密切，在數(shù)值上，量綱上都一致。所以，可以互相代用。5表面張力的存在是由于液體表面層分子受到一個(gè)指向內(nèi)部的力而引起的，然而表面張力作用的方向卻是沿液面的切向方向。二者的方向不同，是否矛盾？表面能是一種能量，在概念上是不同的由于他們關(guān)系密切，在數(shù)值上13答從力學(xué)上來(lái)看，一個(gè)力在與其作用方向相垂直的方向上的分力等于零。從這種意義上來(lái)說(shuō)，表面層分子所受到的指向液體內(nèi)部的拉力，不可能在沿液面方向有分力。但是要注意的是：表面層分子所受到的這種拉力，是分子之間的引力，是微觀的里。而表面張力是一種宏觀的力，是表面層億萬(wàn)分子受到上述微答從力學(xué)上來(lái)看，一個(gè)力在與其作用方向相垂直的方向上的分力14觀力的作用后的宏觀表現(xiàn)。這樣理解就不會(huì)感到有矛盾了。6一把小麥，用火柴點(diǎn)燃并不容易著火若將它磨成極細(xì)的面粉，并使之分散在一定的容積的空氣里，卻很容易著火，甚至?xí)鸨?。這是為什么？答這有兩方面的原因。磨成極細(xì)的面粉觀力的作用后的宏觀表現(xiàn)。這樣理解就不會(huì)感到有矛盾了。15后，比表面大大增加。磨的越細(xì)，其表面能越高，所處的狀態(tài)就越不穩(wěn)定，其化學(xué)活性也越大，因而容易著火。這是熱力學(xué)方面的原因。另外，由于細(xì)粉的比表面很大，著火后，燃燒反應(yīng)的速度很大，單位時(shí)間放出的熱量越多，也容易引起爆炸。后，比表面大大增加。磨的越細(xì)，其表面能越高，所處的狀態(tài)就越不167容器內(nèi)放有油和水，用力震蕩使油和水充分混合，但是靜止后，為什么油和水仍然自動(dòng)分層？答用力震蕩十油和水充分混合，油和水的分散度增高，油水界面增大，體系的表面能也增大，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。靜止后，油和水分分層的過(guò)程是一個(gè)減小油水界面積的過(guò)程，是自由焓降低的過(guò)程7容器內(nèi)放有油和水，用力震蕩使油和水充分混合，但是靜止后17所以自動(dòng)進(jìn)行。8為什么小液滴和小氣泡總是呈球狀而不會(huì)成別的幾何形狀？為什么液滴越小，越更接近球形？答由于表面張力的作用，或由于表面自由焓降低是自發(fā)的，液滴總是力圖縮小其表面積。比表面記最小的幾何形狀就所以自動(dòng)進(jìn)行。18是球形，所以小液滴和小氣泡總是球形的。小液滴越小，比表面越大，表面現(xiàn)象越突出，越更容易接近球形。9彎曲的液面不是球形時(shí)，其附加壓強(qiáng)和曲率半徑有何關(guān)系？答附加壓強(qiáng)PS與液面曲率半徑和表面張力σ的關(guān)系為：是球形，所以小液滴和小氣泡總是球形的。小液滴越小，比表面越大19其中，為該處的曲率半徑。此式稱(chēng)為拉普拉斯公式。其推證如下：其中，為該處的曲率半徑。此式稱(chēng)為拉普拉斯公式。其20主曲率半徑是通過(guò)曲面上某點(diǎn)的兩個(gè)相互垂直的截面與曲面的兩條交線(xiàn)的曲率半徑。圖上ABCD為液面上取出的小四方的面積元。AB垂直與BC。R1為AB弧的曲率半徑。R1≠R2，它們都是主曲率半徑。AB弧長(zhǎng)為X，BC弧長(zhǎng)為Y。如果此小四方面積元沿半徑方向向外推移一個(gè)很主曲率半徑是通過(guò)曲面上某點(diǎn)的兩個(gè)相互垂直的截面與曲面的兩條交21小的距離δZ，就要反抗附加壓力而作功，此功為PSxyz推移后，新的面積元是，所增加的表面積為δ（xy），增加的表面能為σδ（xy），故得PSxyz=σδ（xy），小的距離δZ，就要反抗附加壓力而作功，此功為22由于面積十分小，AB弧、BC弧可以近似做直線(xiàn)處理，則圖中三角形由于面積十分小，AB弧、BC弧可以近似做直線(xiàn)處理，則圖中三角23膠體與界面化學(xué)習(xí)題ppt課件24膠體與界面化學(xué)習(xí)題ppt課件2510什么是接觸角？怎樣由它的大小來(lái)說(shuō)明潤(rùn)濕的程度？答接觸角又叫潤(rùn)濕角。通過(guò)液滴中心作一法面垂直與固體表面，在法面上的固液氣三相交界處的一點(diǎn)，其液界面與氣界面的切線(xiàn)有液相的夾角，稱(chēng)為接觸角當(dāng)液滴大小穩(wěn)定時(shí)，力的作用達(dá)到平衡，接觸角取決為三個(gè)界面的張力10什么是接觸角？怎樣由它的大小來(lái)說(shuō)明潤(rùn)濕的程度？26氣液θθ氣液θθ27膠體與界面化學(xué)習(xí)題ppt課件2811液體潤(rùn)濕固體很好時(shí)，θ→0，液體表面不是小了而是大了，這與液體力圖縮小表面的趨勢(shì)是否矛盾？答不矛盾。液體力圖縮小其表面積，是為了降低體系的自由焓。當(dāng)液體潤(rùn)濕固體，并在液體表面上鋪展開(kāi)時(shí)，液固界面和液氣界面都增加了，但是固氣界面卻縮小了。由于潤(rùn)濕時(shí)，11液體潤(rùn)濕固體很好時(shí)，θ→0，液體表面不是小了而是大了29體系總界面的自由焓還是減少了，直到總界面自由焓達(dá)到一個(gè)最小值時(shí)，液固氣三相的接觸角就不會(huì)變化。12水在玻璃管中是呈凹形液面，而汞在玻璃管中卻呈凸形液面，這是為什么？答因?yàn)樗軡?rùn)濕玻璃，其接觸角小于90度，故呈凹形液面。而汞卻不能潤(rùn)濕體系總界面的自由焓還是減少了，直到總界面自由焓達(dá)到一個(gè)最小值30玻璃，其潤(rùn)濕角大于90度，故在玻璃管中是凸面的。13在裝有部分液體的毛細(xì)管中。在一端加熱時(shí)，Δ代表加熱，問(wèn)：（1）潤(rùn)濕性液體向毛細(xì)管哪端移動(dòng)？（2）不潤(rùn)濕性液體向毛細(xì)管哪端移動(dòng)？ΔΔ潤(rùn)濕液體不潤(rùn)濕液體玻璃，其潤(rùn)濕角大于90度，故在玻璃管中是凸面的。ΔΔ潤(rùn)濕液體31答毛細(xì)管的液面是彎曲的，此彎曲液面產(chǎn)生的附加壓力（或毛細(xì)壓力）R為毛細(xì)管內(nèi)半徑，σ為液體表面張力，θ為接觸角。當(dāng)加熱時(shí)，一方面使毛細(xì)答毛細(xì)管的液面是彎曲的，此彎曲液面產(chǎn)生的附加壓力（或毛細(xì)32管半徑增大，另一方面使液體表面張力下降。這兩個(gè)變化都導(dǎo)致減小。對(duì)于圖A，θ小于90度，cosθ大于0，指向氣相，所以液體向未加熱端移動(dòng)。對(duì)于圖B，θ大于90度，cosθ小于0，指向液體內(nèi)部，加熱時(shí)，液體向加熱端移動(dòng)。管半徑增大，另一方面使液體表面張力下降。這兩個(gè)變化都導(dǎo)致3314“液體對(duì)固體潤(rùn)濕性好時(shí)，自由焓會(huì)降低；若潤(rùn)濕教差時(shí)，自由焓不降低?！边@種說(shuō)法對(duì)嗎?答要回答這個(gè)問(wèn)題，先要討論潤(rùn)濕過(guò)程體系自由焓的變化。在恒溫恒壓和組成不變的情況下，固液兩相未接觸前，單位面積的表面自由焓之和為14“液體對(duì)固體潤(rùn)濕性好時(shí)，自由焓會(huì)降低；若潤(rùn)濕教差時(shí)，34接觸后，發(fā)生潤(rùn)濕，則固氣液氣界面有所減少，而新增加了固液界面，起界面自由焓為。所以，體積單位界面的自由焓變化為接觸后，發(fā)生潤(rùn)濕，則固氣液氣界面有所減少，而新增加了固液界面35膠體與界面化學(xué)習(xí)題ppt課件36由此式可知，只要θ＜180°，不論是潤(rùn)濕性好還是潤(rùn)濕性較差，ΔG均為負(fù)值。液體和固體接觸，不管潤(rùn)濕程度如何，ΔG都降低。只有θ=180°，即完全不潤(rùn)濕撕，ΔG才不會(huì)降低。所以，題目中前半是對(duì)的，后半句是錯(cuò)的。15在煉鋼過(guò)程中，為了提高鋼的質(zhì)量有的工廠(chǎng)在裝鋼液的盛鋼桶底部安放一由此式可知，只要θ＜180°，不論是潤(rùn)濕性好還是潤(rùn)濕性較差，37個(gè)多孔的透氣磚，通過(guò)此透氣磚可以向鋼液中通入氬氣，凈化鋼液。不吹氬氣時(shí)，鋼液卻不能通過(guò)此通氣磚的孔中漏出，這是什么道理？答主要原因是鋼液對(duì)多孔磚的耐火材料的潤(rùn)濕性較差。其接觸角為130到150°若將透氣磚的微細(xì)孔隙看成半徑為R的毛細(xì)管，則鋼液在此毛細(xì)孔中，由于不潤(rùn)個(gè)多孔的透氣磚，通過(guò)此透氣磚可以向鋼液中通入氬氣，凈化鋼液。38濕，鋼液面向下凸，此彎曲液面產(chǎn)生一個(gè)指向鋼液內(nèi)部的附加壓強(qiáng)Σ為液面張力，θ為接觸角。如果毛細(xì)孔內(nèi)之靜壓強(qiáng)hρg小于此附加壓強(qiáng)，則鋼液就不會(huì)從孔中流出。H為鋼液柱的高濕，鋼液面向下凸，此彎曲液面產(chǎn)生一個(gè)指向鋼液內(nèi)部的附加壓強(qiáng)39度，ρ為鋼液密度，g為重力加速度。由上可得度，ρ為鋼液密度，g為重力加速度。40此即毛細(xì)孔允許的最大半徑。若毛細(xì)孔半徑超過(guò)上式酸出的值，鋼液即可漏出以具體數(shù)值帶入：若鋼柱高為2米，密度ρ=700千克/立方米，g=9.8米每秒，θ=150°，cosθ=-0.5，σ=1500達(dá)因/厘米=1.3牛/米。則此即毛細(xì)孔允許的最大半徑。若毛細(xì)孔半徑超過(guò)上式酸出的值，鋼液41即當(dāng)多孔透氣磚的微孔半徑小于0.01mm時(shí)，就可以保證鋼液柱高為2米時(shí)，鋼水就不會(huì)從小孔中漏出來(lái)。16圖56中，用三通活塞連接的兩個(gè)玻璃管口，各吹有一個(gè)肥皂泡。并且A大于B，若旋轉(zhuǎn)活塞使A、B，內(nèi)的氣體連通，則肥皂泡將會(huì)有何變化？即當(dāng)多孔透氣磚的微孔半徑小于0.01mm時(shí)，就可以保證鋼液柱42AB圖56AB圖5643答由于氣泡A大于B，則氣泡A內(nèi)的附加壓強(qiáng)小于B氣泡內(nèi)的附加壓強(qiáng)。所以當(dāng)A、B內(nèi)之氣體連通時(shí)，氣體將由B泡流入A泡，使A泡增大，B泡減小。17兩個(gè)細(xì)管中都裝有油和水，其潤(rùn)濕情況如圖57所示，若在管的左端對(duì)水施加壓力，能否將管內(nèi)的油全部趕出？答由于氣泡A大于B，則氣泡A內(nèi)的附加壓強(qiáng)小于B氣泡內(nèi)的附44水油答在圖中，水對(duì)管壁的潤(rùn)濕性差，而油對(duì)管壁的潤(rùn)濕性好。對(duì)水施加壓力后，水將從油中穿過(guò)向右流出，油則附在管壁上，不會(huì)被推出。圖B中，水對(duì)管壁潤(rùn)濕較好。對(duì)水施加壓力后，水向右流并將水油AB水油水油AB45油全部趕出。18內(nèi)徑相同的玻璃毛細(xì)管ABC均插入同一水中，如圖所示，A管中水面升高h(yuǎn)，若在B管的上部和下部（以a為界）分別以一段石蠟代替玻璃，問(wèn)水面升高值是否改變？在C管中有一擴(kuò)大部分b，其水面升高值有否變化〉若在C管中先將水面吸油全部趕出。46至高于h處，再讓其自動(dòng)下降，結(jié)果又將如何？答因?yàn)樗荒軡?rùn)濕石蠟，若在B管上半部以石蠟代替玻璃，則水面只能上升到a處即止。ABCbhahc至高于h處，再讓其自動(dòng)下降，結(jié)果又將如何？A47若在B的下半部以石蠟代替玻璃，則水面不但不能上升，反而下降。C管的擴(kuò)大部分，已不具有毛細(xì)管的特性，故水面由下而上只能升到擴(kuò)大部分的下口e處即止若將C管水面吸升至高于h處，再讓其自由下落，當(dāng)穩(wěn)定時(shí)，則管中液面降至h高度后，不再下降。若在B的下半部以石蠟代替玻璃，則水面不但不能上升，反而下降。4819兩塊平板玻璃在干燥時(shí)，疊放在一起很容易分開(kāi)，若在其中放一些水，再疊在一起，則要使之分開(kāi)（沿板的法線(xiàn)方向）卻很費(fèi)勁。這是什么道理？答水能潤(rùn)濕玻璃，在兩塊玻璃之間的水層兩端的液面呈凹形，故產(chǎn)生一定的附加壓力，其方向指向空氣，如圖所示，由于附加壓力的方向指向空氣，19兩塊平板玻璃在干燥時(shí)，疊放在一起很容易分開(kāi)，若在其中49使水層的壓強(qiáng)小于外部壓強(qiáng)，二者相差。即相當(dāng)于兩塊玻璃外受到壓強(qiáng)為的壓力作用，所以把他們分開(kāi)很不容易。

膠體與界面化學(xué)習(xí)題ppt課件5020設(shè)一毛細(xì)管A，插入水中后，由于毛細(xì)現(xiàn)象，水面上升高度將超過(guò)h，因而水滴會(huì)從彎口B處不斷滴出，這就構(gòu)成了第一類(lèi)永動(dòng)機(jī)。上述推想有何錯(cuò)誤？hhAB20設(shè)一毛細(xì)管A，插入水中hhAB51答由圖說(shuō)明，水面上升，說(shuō)明水能良好潤(rùn)濕毛細(xì)管，管中液面應(yīng)成凹形。此凹形液面產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)為，R是凹形液面上的曲率半徑。PS的方向是指向上方空氣的，當(dāng)液面上升到某一高度，PS的值等于此高度液柱之靜壓強(qiáng)時(shí)，達(dá)到靜力平衡，凹形液面就不再上升。圖中的毛細(xì)管上方是彎曲的，當(dāng)液面升到頂答由圖說(shuō)明，水面上升，說(shuō)明水能良好潤(rùn)濕毛細(xì)管，管中液面應(yīng)52后，又沿彎管下降到彎口B處。液面下降時(shí)，由于彎曲部分液體受到重力的作用，使凹形液面的曲率半徑由r增大到r‘，故附加壓強(qiáng)也減少到。到彎口B處，PS‘與h’高度的液柱的靜壓力達(dá)到平衡，曲率不再變化。故不會(huì)形成小滴落下。注意：若要形成小滴落下，則在彎口B處后，又沿彎管下降到彎口B處。液面下降時(shí)，由于彎曲部分液體受到53的水面要由凹形變成平面，再由平面變成凸形。這時(shí)，附加壓強(qiáng)的方向就要由原來(lái)的指向空氣變?yōu)橹赶蛞后w內(nèi)部。這是不可能實(shí)現(xiàn)的。21表面濃度、表面吸附量、表面過(guò)剩量是否是同一個(gè)概念。答表面濃度和表面吸附量不是一個(gè)概念的水面要由凹形變成平面，再由平面變成凸形。這時(shí)，附加壓強(qiáng)的方54表面吸附量和表面過(guò)剩是同一個(gè)概念。表面吸附量是溶液?jiǎn)挝槐砻嫔吓c溶液內(nèi)部相比時(shí)溶質(zhì)的過(guò)剩量。即表面濃度和主體濃度之差。所以表面吸附量又稱(chēng)表面過(guò)剩量。而表面濃度是溶液?jiǎn)挝槐砻鎯?nèi)所含溶質(zhì)的摩爾數(shù)。表面吸附量和表面過(guò)剩是同一個(gè)概念。5522為什么等溫吸附過(guò)程是放熱的？答在等溫下，氣體在被吸附前，其分子運(yùn)動(dòng)的范圍很大很自由，其混亂度很大。吸附后，混亂度變小，即吸附是減小的過(guò)程，ΔS＜０，代入ΔH＜ＴΔS中得,ΔH＜0.根據(jù)熱力學(xué)第二定律,ＴΔS＞δQ，在等溫下，ＴΔS＞Q。所以等溫吸附過(guò)程是放熱的。22為什么等溫吸附過(guò)程是放熱的？5623為什么會(huì)發(fā)生吸附過(guò)程？為什么吸附過(guò)程能自發(fā)進(jìn)行？答吸附是某種物質(zhì)的原子或分子附著在另一物質(zhì)表面的現(xiàn)象。物質(zhì)表面層的分子總是處于力不均衡狀態(tài)，即表面力有剩余力（范得華力和化學(xué)鍵力）存在。氣體分子或溶質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)到表面上時(shí)，就會(huì)受到表面剩余力的作用而停留在表23為什么會(huì)發(fā)生吸附過(guò)程？為什么吸附過(guò)程能自發(fā)進(jìn)行？57面上，這就是吸附的本質(zhì)，或吸附產(chǎn)生的原因。由于吸附了某種物質(zhì)后，使原來(lái)表面不平衡的力場(chǎng)得到某種程度的補(bǔ)償，使其表面能降低，即物質(zhì)表面可以自動(dòng)吸附那些能夠降低其表面自由焓的物質(zhì)。所以，吸附過(guò)程能自由進(jìn)行。面上，這就是吸附的本質(zhì)，或吸附產(chǎn)生的原因。5824表面活性物質(zhì)在溶液中是采取定向排列吸附在溶液表面，還是以膠束的形式存在于溶液中？為什么？答表面活性物質(zhì)的分子是由極性部分（或稱(chēng)親水基）和非極性部分（或稱(chēng)非親水基或親油基）構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為不對(duì)稱(chēng)的兩親結(jié)構(gòu)。當(dāng)把表面活性物質(zhì)加入溶液時(shí)，它在兩相的界面上，其極24表面活性物質(zhì)在溶液中是采取定向排列吸附在溶液表面，還59部分受到極性溶劑（水、乙醇）分子的吸引力而進(jìn)入溶劑中，其非極性部分具有憎水性（親油性），則鉆入非極性溶劑中或空氣中。這就使表面活性物質(zhì)分子容易聚集到極性溶劑（或非極性溶劑）和空氣的界面上，呈現(xiàn)有規(guī)則的定向排列，使界面上的不飽和力場(chǎng)得到某種程度上的平衡，從而降低界面張力，部分受到極性溶劑（水、乙醇）分子的吸引力而進(jìn)入溶劑中，其非極60表現(xiàn)為溶液表面的吸附。當(dāng)溶液濃度（指表面活性物質(zhì)的含量）較低時(shí)，表面活性分子在界面處有較大的活動(dòng)范圍，其排列并不是那么整齊。當(dāng)溶液濃度達(dá)到足夠量時(shí)，即相當(dāng)于飽和吸附時(shí)，表面活性分子在界面處密集并形成單分子膜，使極性溶劑和非極性溶劑處于隔絕狀態(tài)。在這同時(shí)，溶液體表現(xiàn)為溶液表面的吸附。61相內(nèi)表面活性物質(zhì)也三三兩兩的，將其憎水基靠攏，以減少憎水基和極性溶劑的接觸面積，從而形成憎水基向里，親水基向外上午膠束。膠束的尺寸約在1-100納米之間。隨著溶液濃度的增加，膠束的數(shù)量也增大，形成膠束的形狀也各不相同。所以說(shuō)，表面活性物質(zhì)在溶液中一方面是采取定向排列方式吸附在溶相內(nèi)表面活性物質(zhì)也三三兩兩的，將其憎水基靠攏，以減少憎水基和62劑界面上，另一方面也以膠束的形式存在與溶液中。當(dāng)然，溶液很稀時(shí)，主要的存在方式是前者，溶液中膠束很少。當(dāng)濃度超過(guò)臨界膠束濃度時(shí)，由于表面已占滿(mǎn)，只能增加溶液中膠束的數(shù)量。這時(shí)膠束就成為重要的存在形式。劑界面上，另一方面也以膠束的形式存在與溶液中。當(dāng)然，溶液很稀6325在親水的固體表面，經(jīng)過(guò)表面活性物質(zhì)處理后，為什么可以改變其表面性質(zhì)，使其具有憎水性？答表面活性物質(zhì)分子是由親水基和憎水基兩部分組成的。當(dāng)它用來(lái)處理親水固體表面時(shí)，其親水基部分就與親水固體表面接觸，憎水基部分則朝向外面，即表面活性物質(zhì)在該固體表面作定向排列25在親水的固體表面，經(jīng)過(guò)表面活性物質(zhì)處理后，為什么可以64并吸附到該固體表面上，這就改變了水對(duì)詞固體表面的潤(rùn)濕性，使其由親水性變成憎水性了。28防水布做雨衣穿在身上，可以透氣，但不透水，是沒(méi)什么道理？答普通棉布的纖維是很容易被水潤(rùn)濕的。其潤(rùn)濕情況如圖所示。圖中的圓形并吸附到該固體表面上，這就改變了水對(duì)詞固體表面的潤(rùn)濕性，使其65界面代表纖維的橫截面（設(shè)纖維截面為圓形），在纖維之間的縫隙相當(dāng)于毛細(xì)孔。在此縫隙間的水面是凹形的（因?yàn)榻佑|角小于90度），此彎曲液面產(chǎn)生的纖維水θ纖維水θ界面代表纖維的橫截面（設(shè)纖維截面為圓形），在纖維之間的縫隙相66附加壓力指向空氣，因而使水不地自上而下經(jīng)過(guò)此縫隙而使棉布潤(rùn)濕。防水布是經(jīng)過(guò)表面活性物質(zhì)處理過(guò)的棉布。表面物質(zhì)分子的極性部分（親水基）與棉布纖維的醇羥基結(jié)合，而其非極性部分（憎水基）則伸向空氣。這就使水對(duì)纖維的接觸角變大，超過(guò)90度，而不易被水潤(rùn)濕，如上右圖所示。這時(shí)，纖維之附加壓力指向空氣，因而使水不地自上而下經(jīng)過(guò)此縫隙而使棉布潤(rùn)濕67間的縫隙里的水是凸面的，其附加壓力指向液體內(nèi)部，因而阻止了水繼續(xù)向下滲透。2719°時(shí)，酪酸溶入水中，此溶液的表面張力σ與濃度C的關(guān)系可用下式表示間的縫隙里的水是凸面的，其附加壓力指向液體內(nèi)部，因而阻止了水68為水的表面張力，a、b均為常數(shù)。試求出吸附量Г與濃度的關(guān)系式，并由此說(shuō)明酪酸在水表面的吸附具有什么特點(diǎn)

為水的表面張力，a、b均為常數(shù)。試求出吸附量Г與濃度69答答70此即酪酸的吸附量與濃度的關(guān)系式。當(dāng)濃度較低時(shí)，ｂｃ遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于1，分母中的bc可以略去，得說(shuō)明低濃度時(shí)，Г與C成直線(xiàn)關(guān)系。當(dāng)濃度高時(shí)，BC遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1，則上式中的1+bC≠Bc，則說(shuō)明Г與濃度無(wú)關(guān)，吸附達(dá)到飽和。此時(shí)的吸附量以表示。當(dāng)濃度不大不小時(shí)，此即酪酸的吸附量與濃度的關(guān)系式。當(dāng)濃度較低時(shí)，ｂｃ遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于171Г與C成曲線(xiàn)關(guān)系，如圖所示。這與朗格謬爾吸附等溫方程