表面活性劑surfaceactiveagent介紹課件

表面現(xiàn)象水滴為什么是圓形而不是方形表面現(xiàn)象它們?yōu)槭裁纯梢云谒嫔纤畃s水在毛細(xì)管中為什么會上升界面是相與相之間的交界所形成的物理區(qū)域界面相

是一個準(zhǔn)三維區(qū)域，其廣度無限，而厚度約為幾個分子的線度體系性質(zhì)在體相為常數(shù)，表面相是體系性質(zhì)連續(xù)變化的一個過渡區(qū)域界面按物質(zhì)聚集狀態(tài)，界面可分為五類：固－氣（S-g）、固－液（S-l）、固－固（S-S）、液－氣（l-g）、液－液（l-l）表面表面：凝聚態(tài)物質(zhì)相對于其純氣相的界面。

S－g、L－g界面算作表面

許多文獻(xiàn)中也常常將兩個不同體相間的界面稱為表面，表面化學(xué)這一術(shù)語也被大家廣泛接受了表面現(xiàn)象的微觀成因表面現(xiàn)象的微觀成因表面相分子受力不均勻，其分子有被拉入液相的趨勢。這種受力不均勻性是表面現(xiàn)象產(chǎn)生的微觀成因。液體的表面積因而有自發(fā)收縮的趨勢。這解釋了為什么液滴會以球形的形態(tài)存在液相氣相表面自由能

使液體表面積增大的過程是克服液相分子吸引力,使體相分子轉(zhuǎn)移到表面相的過程，需要環(huán)境對體系做功。以可逆方式做功最少，稱之為表面功：

由吉布斯自由能性質(zhì)可知，在恒溫恒壓下，此表面功即等于體系吉布斯自由能的變化量的相反數(shù)：此式表明，考慮表面相貢獻(xiàn)的多相體系，除了溫度、壓力、組成等因素，表面積也是影響體系熱力學(xué)函數(shù)的一個重要變量。表面自由能表面化學(xué)基本熱力學(xué)關(guān)系式：表面自由能由熱力學(xué)基本關(guān)系式可知表面自由能的：1.狹義定義：保持體系溫度、壓力、組成不變時，增加單 位表面積，體系吉布斯自由能的變化2.廣義定義：保持體系相應(yīng)變量不變時，增加單位表面 積，體系熱力學(xué)函數(shù)的變化表面自由能由基本關(guān)系式可知，在恒溫恒壓下，體系表面積增加，則體系吉布斯自由能增加，因而該過程不能自發(fā)進(jìn)行。我們可以利用這一結(jié)論進(jìn)行過程方向性判斷。例如：膠體體系中存在大量直徑100nm以下的固體小顆粒，整個體系固液界面具有很大的表面積，當(dāng)固體顆粒聚集在一起時發(fā)生聚沉現(xiàn)象，從表面化學(xué)的觀點看，此時表面積減小，自由能下降，說明聚沉過程自發(fā)進(jìn)行，膠體體系從熱力學(xué)角度看是不穩(wěn)定的。關(guān)于基本關(guān)系式的討論表面張力從表面現(xiàn)象的微觀成因，我們還可以得出一個結(jié)論：表面相分子密度較液相分子低，因而表面相分子間存在較大吸引力。從宏觀層面來看，液體表面仿佛存在一層緊繃的液膜，在膜內(nèi)處處存在的使膜緊繃的力即為表面張力表面張力的存在解釋了針為什么可以漂在水面上表面張力

在兩相界面上，處處存在著一種張力，它垂直于表面的單位線段上，指向使表面緊縮的方向并與表面相切。注意：表面張力是作用在單位長度線段上的力，量綱為Ｎm-1注意區(qū)分表面張力產(chǎn)生原因與表面張力的表現(xiàn)作用于單位邊界線上的這種力稱為表面張力

，用g表示，單位是N·m-1。

肥皂膜F表面張力

請同學(xué)們用表面張力的知識思考圖中的現(xiàn)象表面自由能與表面張力

對于表面相，我們從“能”和“力”的角度引出了兩個不同的概念：表面自由能與表面張力。事實上這兩個概念有著密切的聯(lián)系一、兩者量綱相同表面自由能的量綱表面張力量綱表面自由能與表面張力二、兩者數(shù)值相同肥皂膜保持張力平衡：（肥皂膜有兩個表面）

肥皂膜F

用表面自由能計算：dx肥皂膜

FlW=

自由能

A=

自由能?2l?dx2.用表面張力計算顯然：

肥皂膜F4.影響純物質(zhì)的γ的因素(1)物質(zhì)本身的性質(zhì)（極性液體比非極性液體大，固體比液體大）(2)與另一相物質(zhì)有關(guān)

γ/(Nm-1)水----正庚烷0.0502

苯0.0350

汞0.415純液體的表面張力是指與飽和了其本身蒸汽的空氣之間的界面張力。(3)與溫度有關(guān)對絕大多數(shù)液體T↑,γ↓對Cd,Fe,Cu合金及一些硅酸鹽液體，T↑γ↑。dp=0,dnB=0時，dG=-SdT+dA,由全微分性質(zhì)，溫度不變時，擴(kuò)大單位表面所吸的熱(TdS/dA)>0,因此(/T)A,p,n<0TTc(臨界溫度)時，

＝0（氣液相界面消失）。(4)與壓力的關(guān)系類似的，我們有：等溫等壓條件下，增加液體的表面積，體積幾乎不變，即(

V/

A)T,p,n

0,因此不考慮氣相受壓力影響時，有(/T)A,p,n0。但因為壓力增加，氣相密度增加，表面分子受力不均勻性略有好轉(zhuǎn)。另外，若是氣相中有別的物質(zhì)，則壓力增加，促使表面吸附增加，氣體溶解度增加，也使表面張力下降。綜上表面張力一般隨壓力的增加而下降，但影響不大。彎曲液面的力平衡條件回顧：熱力學(xué)力平衡條件:

體系各相壓強(qiáng)相等 p1=p2=p3=p4=…..考慮了表面效應(yīng)后，這一關(guān)系是否還成立彎曲液面的力平衡條件

如圖所示兩相平衡體系，在等溫、等容情況下達(dá)到平衡的判據(jù)為：彎曲液面的力平衡條件考慮到等溫、等容條件，則：此即考慮表面效應(yīng)后兩相力平衡條件彎曲液面的力平衡條件1.

水平液面：此結(jié)果與不考慮表面相時的結(jié)果完全一致，說明一般情況下，經(jīng)典的力平衡條件是成立的

gl彎曲液面的力平衡條件2.凸液面（液滴）：楊-拉普拉斯公式彎曲液面的力平衡條件3.凹液面（氣泡）：毛細(xì)現(xiàn)象平面下液體的壓強(qiáng)大于凹面下的壓強(qiáng)液體從高壓向低壓流動，毛細(xì)管內(nèi)液體上升毛細(xì)管內(nèi)液體上升直至，同一水平面的液體壓強(qiáng)相等彎曲液面的力平衡條件

毛細(xì)現(xiàn)象：式中R‘為彎曲液面的曲率半徑水在毛細(xì)管中得上升顯然應(yīng)滿足如下關(guān)系：彎曲液面的力平衡條件毛細(xì)現(xiàn)象基本公式亦可表示如下：曲率半徑與毛細(xì)管半徑R的關(guān)系：

R’=R/cosq

為液面與管壁的接觸角彎曲液面的飽和蒸汽壓的變化水平液面：相平衡時，彎曲液面：相平衡時，彎曲液面的飽和蒸汽壓的變化可近似視為常數(shù)彎曲液面的飽和蒸汽壓的變化1.凸液面（液滴）：一般情況下且Kelvin公式：彎曲液面的飽和蒸汽壓的變化2.凹液面（毛細(xì)管凹面）：Kelvin公式：彎曲液面的飽和蒸汽壓的變化3.氣泡：氣泡穩(wěn)定存在的條件：說明氣泡中存在其它氣體，且壓力為：新相難于生成

過冷蒸汽 過熱液體 過冷液體 過飽和溶液液-固界面現(xiàn)象接觸角(contactangle)接觸角的示意圖：潤濕親液性固體lsgANM

s-l

s-g

l-g不潤濕憎液性固體lsgANM

s-l

s-g

l-g接觸角(contactangle)接觸角(contactangle)

在氣、液、固三相交界點，氣-液與氣-固界面張力之間的夾角稱為接觸角，通常用q表示。

若接觸角大于90°，說明液體不能潤濕固體，如汞在玻璃表面；

若接觸角小于90°，液體能潤濕固體，如水在潔凈的玻璃表面。接觸角(contactangle)Young方程:lsgANM

s-l

s-g

l-g接觸角(contactangle)Young方程（1）完全潤濕時，Young方程不成立， 但液體仍然可以在固體表面完全鋪展開來；（2）潤濕固體能為液體所潤濕；接觸角(contactangle)（3）不潤濕固體不能為液體所潤濕；Young方程注：1.接觸角為平衡接觸角；

2.接觸角的測定1.斜板法2.Neumann法粘附過程LSS-g界面L－g界面LSL－S界面粘附功當(dāng)G<0時，粘附過程可以自發(fā)進(jìn)行。定義粘附功WaWa>0時，粘附過程可以自發(fā)進(jìn)行g(shù)asliquids固體浸潤過程浸濕功當(dāng)G<0時，浸濕過程可以自發(fā)進(jìn)行。定義浸濕功WiWi>0時，浸濕過程可以自發(fā)進(jìn)行鋪展過程sSL-g界面可忽略S－g界面SS－L界面L－g界面鋪展過程鋪展系數(shù)當(dāng)G<0時，鋪展過程可以自發(fā)進(jìn)行。定義鋪展系數(shù)SS>0時，鋪展過程可以自發(fā)進(jìn)行粘附功、浸濕功、鋪展系數(shù)粘附功、浸濕功、鋪展系數(shù)根據(jù)Young方程：臨界界面張力臨界界面張力只與固體表面性質(zhì)有關(guān)。液體即可在固體表面完全鋪展液體的鋪展

一種液體能否在另一種不互溶的液體上鋪展，取決于兩種液體本身的表面張力和兩種液體之間的界面張力。

一般說，鋪展后，表面自由能下降，則這種鋪展是自發(fā)的。

大多數(shù)表面自由能較低的有機(jī)物可以在表面自由能較高的水面上鋪展。液體的鋪展三相接界點:g1,g和g1,2

企圖維持液體1不鋪展；

g2,g的作用是使液體鋪展， 如果g2,g>(g1,g+g1,2)，則液體1能在液體2上鋪展。液相2液相1氣相g2,gg1,gg1,2潤濕作用應(yīng)用增加潤濕作用降低潤濕作用礦物浮選1

農(nóng)藥噴灑.由于大多農(nóng)藥水溶性差,對植物的莖葉潤濕不好,一是滾落浪費,二是不能展開而殺蟲效果差,此時就要用到表面活性劑surfaceactiveagent--SAA,加入表面活性劑SAA,提高潤濕程度,即可大大提高藥效.

2另一類也是利用表面活性劑,但作用正相反,使某些物質(zhì)本是潤濕的變成不潤濕——去潤濕作用.原理是用表面活性物質(zhì)的極性部分選擇性吸附,非極性部分向外呈憎水性.典型的就是礦石的浮選,富集礦物.

一次性抽血器中盛血的玻璃管(定量的),內(nèi)壁要疏水化,使用的是硅偶聯(lián)劑,使血液在管內(nèi)不殘留.浮游選礦

首先將粗礦磨碎，傾入浮選池中。在池水中加入捕集劑和起泡劑等表面活性劑。

攪拌并從池底鼓氣，帶有有效礦粉的氣泡聚集表面，收集并滅泡濃縮，從而達(dá)到了富集的目的。

不含礦石的泥砂、巖石留在池底，定時清除。 浮游選礦浮游選礦的原理圖

選擇合適的捕集劑，使它的親水基團(tuán)只吸在礦砂的表面，憎水基朝向水。

當(dāng)?shù)V砂表面有5%被捕集劑覆蓋時，就使表面產(chǎn)生憎水性，它會附在氣泡上一起升到液面，便于收集。固體表面的吸附固體表面的特性

固體表面上的原子或分子與液體一樣，受力也是不均勻的，而且不像液體表面分子可以移動，通常它們是定位的。SolidNaAgNaClMgO石蠟聚乙烯云母γ/(mJm-2)200800190120025.433.1

2400大多數(shù)固體比液體具有更高的表面能

固體表面的氣體與液體有在固體表面自動聚集，以求降低表面能的趨勢。

固體表面的氣體或液體的濃度高于其本體濃度的現(xiàn)象，稱為固體的表面吸附。廣泛的應(yīng)用：干燥劑、防毒面具、脫色劑、色譜、污水處理、催化劑、…

當(dāng)氣體或蒸汽在固體表面被吸附時，固體稱為吸附劑，被吸附的氣體稱為吸附質(zhì)。

常用的吸附劑有：硅膠、分子篩、活性炭等。

為了測定固體的比表面，常用的吸附質(zhì)有：氮氣、水蒸氣、苯或環(huán)己烷的蒸汽等。

2.基本概念

(1)吸附劑、吸附質(zhì)(2)吸附平衡平衡時:ra=rdra:吸附速度rd:解吸速度

(3)吸附量S+G

SG吸附解吸(2)單位質(zhì)量的吸附劑所吸附氣體物質(zhì)的量。(1)單位質(zhì)量的吸附劑所吸附氣體的體積。體積要換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況(STP)(4)吸附曲線

對于一定的吸附劑與吸附質(zhì)的體系，達(dá)到吸附平衡時，吸附量是溫度和吸附質(zhì)壓力的函數(shù)，即：

通常固定一個變量，求出另外兩個變量之間的關(guān)系，例如：(a)T=常數(shù)，q=f(p)，得吸附等溫線。(b)p=常數(shù)，q=f(T)，得吸附等壓線。(c)q=常數(shù)，p=f(T)，得吸附等量線。(a)吸附等溫線的類型

從吸附等溫線可以反映出吸附劑的表面性質(zhì)、孔分布以及吸附劑與吸附質(zhì)之間的相互作用等有關(guān)信息。

常見的吸附等溫線有如下5種類型：(圖中p/ps稱為比壓，ps是吸附質(zhì)在該溫度時的飽和蒸汽壓，p為吸附質(zhì)的壓力)吸附等溫線的類型(Ⅰ)在2.5nm以下微孔吸附劑上的吸附等溫線屬于這種類型。例如78K時N2在活性炭上的吸附及水和苯蒸汽在分子篩上的吸附。qpT1T2T3VpVpVpVp吸附等溫線的類型(Ⅱ)常稱為S型等溫線。吸附劑孔徑大小不一，發(fā)生多分子層吸附。在比壓接近1時，發(fā)生毛細(xì)管和孔凝現(xiàn)象。吸附等溫線的類型(Ⅲ)這種類型較少見。當(dāng)吸附劑和吸附質(zhì)相互作用很弱時會出現(xiàn)這種等溫線，如352K時，Br2在硅膠上的吸附。吸附等溫線的類型(Ⅳ)多孔吸附劑發(fā)生多分子層吸附時會有這種等溫線。在比壓較高時，有毛細(xì)凝聚現(xiàn)象。例如在323K時，苯在氧化鐵凝膠上的吸附屬于這種類型。吸附等溫線的類型(Ⅴ)發(fā)生多分子層吸附，有毛細(xì)凝聚現(xiàn)象。例如373K時，水汽在活性炭上的吸附屬于這種類型。(b)吸附等壓線(c)吸附等量線p1p2p3VTpTV1V2V33.吸附等溫方程(1)Langmuir方程(1916)(a)單分子層吸附.(b)固體表面是一致的(c)吸附分子間不存在相互作用力基本假設(shè)把吸附看成是反應(yīng)

G+SSGkakdka,kd:分別為吸附和解吸(脫附)過程的速率系數(shù)吸附速率：p：被吸附氣體的壓力θ：表面覆蓋率1-θ:表面空白率脫附速率：或Langmuir

等溫吸附方程a=ka/kd:吸附系數(shù)

(吸附平衡常數(shù)）VpVmax討論:(a)等溫低壓

,ap＜＜1,θ＝ap,V∝p

高壓,ap＞＞1,θ＝1,V=VmaxVmax:吸附飽和量

(即固體表面全部鋪滿一層氣體分子時的吸量)

Vm是一個重要參數(shù)。從吸附質(zhì)分子截面積Am，可計算吸附劑的總表面積S和比表面A。(b)方程式可改寫為:以p/V對p作圖,可求Vmax

和a.pp/VΔHa:等壓吸附熱通常ΔHa<0

T↑，a↓，?！齌p(d)其它情況

①一個吸附質(zhì)分子吸附時解離成兩個粒子的吸附達(dá)到吸附平衡時：則Langmuir吸附等溫式可以表示為：Langmuir吸附等溫式②多組分吸附當(dāng)A和B兩種粒子都被吸附時，A和B分子的吸附與解吸速率分別為：達(dá)吸附平衡時，ra

=rdLangmuir吸附等溫式兩式聯(lián)立解得qA，qB分別為：對i種氣體混合吸附的Langmuir吸附公式為：Langmuir吸附等溫式1.假設(shè)吸附是單分子層的，與事實不符。2.假設(shè)表面是均勻的，其實大部分表面是不均勻的。3.在覆蓋度θ

較大時，Langmuir吸附等溫式不適用。Langmuir吸附等溫式的缺點：吸附與解吸速率方程化學(xué)吸附速率決定于以下幾個因素：(1)氣體分子對固體表面的碰撞頻率；單位時間單位面積上碰撞數(shù)為(2)必須碰撞在表面上空著的活性點上；可表示為表面覆蓋率的函數(shù)(3)吸附活化能應(yīng)有因子吸附與解吸速率方程所以，化學(xué)吸附速率可表示為：同理，解吸速率與表面上已經(jīng)吸附了粒子的吸附活性位點數(shù)有關(guān)Freundlich吸附等溫式Freundlich吸附等溫式Freundlich吸附等溫式有兩種表示形式：q：吸附量，cm3/gk，n是與溫度、體系有關(guān)的常數(shù)。x：吸附氣體的質(zhì)量m：吸附劑質(zhì)量k’，n是與溫度、體系有關(guān)的常數(shù)。Freundlich吸附公式對q的適用范圍比Langmuir公式要寬。（4）BET公式基本假設(shè)

(a)多分子層吸附

(b)表面不均勻并且所吸附分子間有相互作用力(c)第一層以上的吸附熱與氣體的凝固熱相等BET方程（吸附層數(shù)沒有限制）BET公式為了使用方便，將二常數(shù)公式改寫為：用實驗數(shù)據(jù) 對 作圖，得一條直線。從直線的斜率和截距可計算兩個常數(shù)值c和Vm，從Vm可以計算吸附劑的比表面：Am是吸附質(zhì)分子的截面積，要換算到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(STP)。BET公式 為了計算方便起見，二常數(shù)公式較常用，比壓一般控制在0.05~0.35之間。

比壓太低，建立不起多分子層物理吸附；

比壓過高，容易發(fā)生毛細(xì)凝聚，使結(jié)果偏高。BET公式

如果吸附層不是無限的，而是有一定的限制，例如在吸附劑孔道內(nèi)，至多只能吸附n層，則BET公式修正為三常數(shù)公式：

若n=1,為單分子層吸附,上式可以簡化為Langmuir公式。

若n=∞，(p/ps)∞→0，上式可轉(zhuǎn)化為二常數(shù)公式。三常數(shù)公式一般適用于比壓在0.35~0.60之間的吸附。4.物理吸附和化學(xué)吸附

物理吸附和化學(xué)吸附的比較

物理吸附化學(xué)吸附吸附力范德華力化學(xué)鍵力吸附熱較小(～液化熱)較大選擇性無選擇性有選擇性穩(wěn)定性不穩(wěn)定,易解吸穩(wěn)定分子層單分子層或多分子層單分子層吸附速率較快,較慢.

受溫度影響小受溫度影響大物理吸附僅僅是一種物理作用，沒有電子轉(zhuǎn)移，沒有化學(xué)鍵的生成與破壞，也沒有原子重排等。化學(xué)吸附相當(dāng)與吸附劑表面分子與吸附質(zhì)分子發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，在紅外、紫外-可見光譜中會出現(xiàn)新的特征吸收帶。

吸附勢能曲線(H2在Ni上）H2(g)H2(表面)2H(表面）Ed:解吸活化能Ea:化學(xué)吸附活化能ΔaH:物理吸附熱ΔrH:化學(xué)吸附(反應(yīng))熱DHH:H2的離解能ΔrHmEdEaΔaHrEpH2(g)HDHH吸附熱

吸附熱的定義：

吸附熱的取號：

在吸附過程中的熱效應(yīng)稱為吸附熱。物理吸附過程的熱效應(yīng)相當(dāng)于氣體凝聚熱，很??；化學(xué)吸附過程的熱效應(yīng)相當(dāng)于化學(xué)鍵能，比較大。

吸附是放熱過程，但是習(xí)慣把吸附熱都取成正值。

固體在等溫、等壓下吸附氣體是一個自發(fā)過程，ΔG<0，氣體從三維運動變成吸附態(tài)的二維運動，熵減少，ΔS<0，ΔH=ΔG+TΔS，

ΔH<0。吸附熱的分類

積分吸附熱

微分吸附熱

等溫條件下，一定量的固體吸附一定量的氣體所放出的熱，用Q表示。積分吸附熱實際上是各種不同覆蓋度下吸附熱的平均值。顯然覆蓋度低時的吸附熱大。

在吸附劑表面吸附一定量氣體q后，再吸附少量氣體dq時放出的熱dQ，用公式表示吸附量為q時的微分吸附熱為：溶液的表面張力

H2O

C2H5OH(aq)

NaCl(aq)溶液的表面吸附溶液的表面張力不僅與溫度、壓力有關(guān)，

并且還與溶液的種類和濃度有關(guān)。溶質(zhì)對表面張力的影響1.

非表面活性物質(zhì)無機(jī)鹽、不揮發(fā)酸堿2.

表面活性物質(zhì)

短鏈脂肪酸、醇、醛3.表面活性劑：明顯降低水的表面張力的兩親性質(zhì) 的有機(jī)化合物c20

123

能使水的表面張力明顯升高的溶質(zhì)稱為非表面活性物質(zhì)。如無機(jī)鹽和不揮發(fā)的酸、堿等。

這些物質(zhì)的離子有水合作用，趨向于把水分子拖入水中，非表面活性物質(zhì)在表面的濃度低于在本體的濃度。

如果要增加單位表面積，所作的功中還必須包括克服靜電引力所消耗的功，所以表面張力升高。表面活性物質(zhì)(surfaceactivesubstance)

溶液表面張力隨濃度增加而逐漸減小。

低分子量的極性有機(jī)物，如：醇、醛、酸、酯、胺等.Traube規(guī)則：脂肪酸同系物的稀水溶液每增加一個CH2表面活性約增加3.2倍。希士科夫斯基給出脂肪酸同系物溶液表面張力與體積濃度間的關(guān)系。表面活性劑surfaceactiveagent(surfactant):

當(dāng)濃度很小時，溶液的表面張力便急劇 減小，但減小到一定值后就不再隨濃度 增加而變化。具有長碳鏈（碳原子數(shù)大于8）的極性有機(jī)化合物.從結(jié)構(gòu)上看，表面活性物質(zhì)是兩親分子，一端親水（－OH,－COOH,－SO3Na等),另一端親油（憎水）（－R等）。2溶液的表面吸附現(xiàn)象溶質(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

極性端稱為頭基，非極性端稱為尾基。

正因為表面活性物具有兩親性結(jié)構(gòu)，極性端極力進(jìn)入水相，而非極性端受到水的排斥，有逃出水相的趨勢，于是它被排向水面，在水面上濃集，將憎水部分伸向空氣。微觀上看，表面層表面活性物分子所受的向內(nèi)的拉力比水分子的要小些，即表現(xiàn)出表面活性物質(zhì)溶液的表面張力低于水的表面張力。

溶液表面吸附溶液表面吸附：溶液表面層的組成與本體溶液組成不同的現(xiàn)象表面活性物質(zhì)的表面濃度大于本體濃度，非表面活性物質(zhì)在表面的濃度低于在本體的濃度。表面熱力學(xué)基本關(guān)系式:表面集合公式:3吉布斯等溫吸附式上標(biāo)s表示表面(surface)，令A(yù)為溶劑，B為溶質(zhì)。上兩式對比，可得：溶液相,由吉布斯-杜亥姆方程Gibbs-Duhemequation平衡時，有

表面吉布斯-杜亥姆方程Gibbs-Duhemequation在溶液中，1mol溶劑A中所含溶質(zhì)B的摩爾數(shù)單位面積表面層中的溶劑A在溶液中所應(yīng)含溶質(zhì)B的摩爾數(shù)單位面積表面層實際所含溶質(zhì)的摩爾數(shù)定義：Iscalled(relative)surfaceexcessoramountofsurfaceadsorption(表面超額或表面吸附量)物理意義:單位面積表面層中溶劑所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量與同樣數(shù)量的溶劑在溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量的差值.稀溶液中吉布斯吸附等溫式討論：表面活性物質(zhì),正吸附非表面活性物質(zhì),負(fù)吸附應(yīng)用吉布斯公式,先要由實驗或經(jīng)驗公式得到

~c之間的關(guān)系,然后求出(

/c)T,p,再求值Γ.溶液表面吸附希什科夫斯基經(jīng)驗公式：（對表面活性物質(zhì)）代入吉布斯等溫吸附式兩親分子在氣液界面上的定向排列

根據(jù)實驗，脂肪酸在水中的濃度達(dá)到一定數(shù)值后，它在表面層中的超額為一定值，與本體濃度無關(guān)，并且和它的碳?xì)滏湹拈L度也無關(guān)。

這時，表面吸附已達(dá)到飽和，脂肪酸分子合理的排列是羧基向水，碳?xì)滏溝蚩諝?。兩親分子在氣液界面上的定向排列

根據(jù)這種緊密排列的形式，可以計算每個分子所占的截面積Am。式中L為阿伏加德羅常數(shù)，G

原來是表面超額，當(dāng)達(dá)到飽和吸附時,G

可以作為單位表面上溶質(zhì)的物質(zhì)的量。由這種方法求得醇分子的的S=0.278～0.289nm2,

脂肪酸S=0.302～0.310nm2，結(jié)果一般偏大。這是因為表面層中達(dá)飽和吸附時仍夾雜著水分子.

從Γ∞還可以求算飽和吸附層的厚度δ:

δ=?！轒/ρ

M：溶質(zhì)的摩爾質(zhì)量；ρ：溶質(zhì)的密度；?！轒

為單位面積上的溶質(zhì)質(zhì)量,

δ量綱為m。

實驗結(jié)果表明，同系物碳鏈增加一個-CH2-時，δ增加0.13～0.15nm.與X－光分析結(jié)果一致。

氣態(tài)氣液平衡液態(tài)固態(tài)4生物膜

大家知道動植物細(xì)胞都有膜，使細(xì)胞對物質(zhì)的透過有選擇性，是細(xì)胞與環(huán)境之間物質(zhì)交換的通道。

生物膜是由磷脂和蛋白質(zhì)組成，磷脂是兩性的，有兩個疏水的碳?xì)滏溂坝H水的磷酸脂。表面活性劑（Surfactant）

及其應(yīng)用表面活性劑的一般結(jié)構(gòu)表面活性劑是指能顯著降低水的表面張力的一類物質(zhì)表面活性劑從結(jié)構(gòu)上看均為兩親分子，即同時具有親水的極性基團(tuán)和憎水的非極性基團(tuán)。極性頭8－18C

長鏈烷基等非極性基團(tuán)非極性基團(tuán)：最常見的是8－18碳的直鏈烷烴，或環(huán)烴等如C17H35－，R－等2.全氟表面活性劑：將上述碳?xì)滏溨械臍湓尤坑梅尤〈纯伞Ｆ涫杷饔脧?qiáng)于碳?xì)滏?，其水溶液表面張力可低?0mN/m以下3.硅化合物類：如下所示的聚硅氧烷鏈?zhǔn)杷院芡怀霰砻婊钚詣┓诸惐砻婊钚詣┩ǔ２捎闷錁O性基團(tuán)的結(jié)構(gòu)來分類，離子型非離子型陽離子型陰離子型兩性型表面活性劑陽離子型和陰離子型的表面活性劑不能混用，否則可能會發(fā)生沉淀而失去活性作用。常用表面活性劑1.陰離子表面活性劑

羧酸鹽RCOO－

例如：肥皂中的表面活性成分硬脂酸鈉等(2)磺酸鹽

R-SO3－

例如：洗衣粉中的十二烷基苯磺酸鈉(ABS)等(3)硫酸酯鹽R-OSO3－

(4)磷酸酯鹽R-OPO32－2.陽離子表面活性劑

具有易吸附于一般固體表面及殺菌性兩個特點伯胺鹽

R-NH3＋

(2)季胺鹽

CH3|例如C16H33-N+-CH3Br－