化学技术实习表面化学技术篇.ppt

化學技術實習(二)表面化學技術篇 讀萬卷書 與 行萬里路 表面化學技術篇 一、表面化學技術 1. 界面活性劑之檢測： 以測定 CMC / CP、KP 值為例 2. 界面活性劑與聚矽氧油之乳化法 3. 固體與液體之界面張力、潤濕性質及接觸角 之檢測 表面化學技術 表面化學技術在工程、生物與醫藥上幾乎有極廣泛之應用，舉凡化學程序工業在進行多種物相分散系的單元操作時，幾乎無可避免要接觸到每一物相皆被另一物相表面所包圍的界面現象，其中分散相與連續相可以分別為固體、液體與氣體等各種狀態。 表面化學技術 一般在電子材料、高分子、精密陶瓷、化妝品、塗料、清潔劑、磁帶、醫藥、食品、污染防治等各種工業分散技術，大都要求分散相均勻分佈，然而均勻分佈的相反狀態為凝聚混合，這種業種的製品也有要求凝聚混合的。 表面化學技術 因此在討論各種分散系時，例如氣體與液體稱為泡沫、液體與液體稱為乳液、固體與液體稱為懸浮液、固體或液體與氣體稱為氣懸膠體等界面工程設計之前，必須對分散系之間的表面張力有所瞭解，此項界面交互作用力乃決定了此兩物相鄰近分子相吸食的熱力學安定性尺度。 表面化學技術 根據 Graham 對膠體 (Colloids) 的定義，分散於液體中的固體若細到 0.002 ~ 0.2μm 之範圍時，懸浮液即呈現穩定的膠狀態並且有光散射現象，其主要貢獻來自於巨大的表面積與其表面能量的安定所致，近來由於界面活性劑之工業進步，僅添加少量於多相分散系將大幅降低其界面之張力，因而發展出潤濕、滲透、黏著、乳化、起泡、消泡等各種應用科技。 表面化學技術 因此本篇講義將介紹各種表面化學技術的基本原理，包括表面能量、接觸角、界面活性劑、乳化等實習項目，以提供學生經由動手實驗與觀察結果做為印證表面化學各單元理論之入門。 1. 界面活性劑之物性檢測 以測定 CMC / CP、KP 值為例 CMC 值的定義為何？ 其意義為何？ 當其下，巨觀現象為何？其之前與其之後如何呢？ 當其下，微觀行為為何？其之前與其之後如何呢？ 有哪些量測方法？各方法如何量測？所應用的原理各為何？何種方法的成本最低？何種方法的準確度最高？ 其應用為何？ 1. 界面活性劑之物性檢測 以測定 CMC / CP、KP 值為例 CP值的定義為何？ 其巨觀現象為何？ 其微觀行為為何？ 如何量測？ 其應用為何？ 1. 界面活性劑之物性檢測 以測定 CMC / CP、KP 值為例 KP值的定義為何？ 其巨觀現象為何？ 其微觀行為為何？ 如何量測？ 其應用為何？ 2. 含界面活性劑之相平衡 界面活性劑與聚矽氧油之乳化法 何謂乳化？ 其巨觀現象為何？ 其微觀行為為何？ 何謂 HLB 值？ 該值如何定義？ 講義資料中混合物之 HLB 值的計算有何假設？ 2. 含界面活性劑之相平衡 界面活性劑與聚矽氧油之乳化法 何謂表面張力？ 表面張力之所展現的巨觀現象有哪些？ 毛細現象 汞與玻璃管 水與玻璃管 土壤 植物 各該等現象之微觀行為為何？ 2. 含界面活性劑之相平衡 界面活性劑與聚矽氧油之乳化法 何謂界面張力？ 當表面張力較大之兩物質混合時，會有較大的界面張力。 上述的敘述正確嗎？ 若不正確；其誤謬處為何？ 『人類的情緒、人類的喜樂由數字所操控。』 上述的敘述正確嗎？ 若不正確；其誤謬處為何？ 2. 含界面活性劑之相平衡 界面活性劑與聚矽氧油之乳化法 三相圖各區域的現象與行為為何？ 如何實驗操作，以製作三成份相圖？ 相圖的製作，在化學工程的專業而言，是屬於哪一個領域呢？ 2. 含界面活性劑之相平衡 界面活性劑與聚矽氧油之乳化法 為何高濃度界面活性劑區域為液晶特性區域？ 何謂液晶？ 其化學特性為何？ 其物理特性為何？ 其光學特性為何？ 液晶的成因？ 2. 含界面活性劑之相平衡 界面活性劑與聚矽氧油之乳化法 數據的作圖 有何電腦軟體可資應用？ 數據的處理 何謂最小二平方法？ 何謂最適化關聯計算？ 何謂模擬計算？ 3. 固體與液體界面性質檢測 界面張力、潤濕性質及接觸角之檢測 粒子間的交互作用力有哪些種呢？ 1. 2. … 3. 固體與液體界面性質檢測 界面張力、潤濕性質及接觸角之檢測 分子間的交互作用力有哪些種呢？ 1. 2. … 3. 固體與液體界面性質檢測 界面張力、潤濕性質及接觸角之檢測 物質間的交互作用力有哪些種呢？ 1. 2. … 凡曾走過必留下足跡！ 坐而言不如起而行，小夥子們，加油！ * * 張基昇 *