[工学]12章_界面现象kejian.ppt

第十二章 表面物理化学 12.1 表面吉布斯自由能和表面张力 表面和界面(surface and interface) 界面现象的本质 比表面（specific surface area） 分散度与比表面 表面功（surface work） 表面自由能(surface free energy) 表面自由能(surface free energy) 表面张力（surface tension） 表面张力（surface tension） 界面张力与温度的关系 界面张力与温度的关系 影响表面张力的因素 12.2 弯曲表面下的附加压力与蒸气压 弯曲表面上的附加压力 弯曲表面上的附加压力 弯曲表面上的附加压力 杨-拉普拉斯公式 杨-拉普拉斯公式 附加压力与毛细管中液面高度的关系 弯曲表面上的蒸气压——开尔文公式 弯曲表面上的蒸气压——开尔文公式 弯曲表面上的蒸气压——开尔文公式 弯曲表面上的蒸气压——开尔文公式 12.3 溶液的表面吸附 表面活性物质 非表面活性物质 Gibbs吸附公式 正吸附和负吸附 两亲分子在气液界面上的定向排列 两亲分子在气液界面上的定向排列 例题 12.4 液-固界面现象 粘湿过程(work of adhesion) 粘湿功(work of adhesion) 浸湿功(work of immersion) 浸湿功(work of immersion) 铺展过程 铺展系数(spreading coefficient) 铺展系数(spreading coefficient) 接触角(contact angle) 接触角(contact angle) 接触角与润湿方程 12.5 表面活性剂及其应用 表面活性剂分类 胶束(micelle) 临界胶束浓度(critical micelle concentration) 临界胶束浓度(critical micelle concentration) 胶束(micelle) 亲水亲油平衡(hydrophile-lipophile balance) 亲水亲油平衡(hydrophile-lipophile balance) 表面活性剂的重要作用 表面活性剂的重要作用 表面活性剂的重要作用 表面活性剂的重要作用 表面活性剂的重要作用 表面活性剂的重要作用 表面活性剂的重要作用 表面活性剂的重要作用 浮游选矿 浮游选矿 12.6固体表面的吸附 12.6固体表面的吸附 固体表面的特性 吸附剂和吸附质(adsorbent,adsorbate) 吸附量的表示 吸附量与温度、压力的关系 吸附等温线的类型 吸附等温线的类型 吸附等温线的类型 吸附等温线的类型 吸附等温线的类型 吸附等温线的类型 毛细凝聚现象 毛细凝聚现象 Langmuir吸附等温式 Langmuir吸附等温式 Langmuir吸附等温式 Langmuir吸附等温式 Langmuir吸附等温式 例题 BET公式 BET公式 BET公式 BET公式 BET公式 物理吸附 物理吸附 化学吸附 化学吸附 吸附热 式中两个常数为c和Vm，c是与吸附热有关的常数，Vm为铺满单分子层所需气体的体积。p和V分别为吸附时的压力和体积，ps是实验温度下吸附质的饱和蒸汽压。 根据需要，可根据HLB值选择合适的表面活性剂。例如：HLB值在2～6之间，可作油包水型的乳化剂；8～10之间作润湿剂；12～18之间作为水包油型乳化剂。 HLB值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 | |———| |——| |——| |——| | 石蜡 W/O乳化剂 润湿剂 洗涤剂 增溶剂 | |————| 聚乙二醇 O/W乳化剂 表面活性剂的用途极广，主要有五个方面： 1.润湿作用 表面活性剂可以降低液体表面张力，改变接触角的大小，从而达到所需的目的。 例如，要农药润湿带蜡的植物表面，要在农药中加表面活性剂； 2.起泡作用 “泡”就是由液体薄膜包围着气体。有的表面活性剂和水可以形成一定强度的薄膜，包围着空气而形成泡沫，用于浮游选矿、泡沫灭火和洗涤去污等，这种活性剂称为起泡剂。 也有时要使用消泡剂，在制糖、制中药过程中泡沫太多，要加入适当的表面活性剂降低薄膜强度，消除气泡，防止事故。 3.增溶作用 非极性有机物如苯在水中溶解度很小，加入油酸钠等表面活性剂后，苯在水中的溶解度大大增加，这称为增溶作用。 增溶作用与普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均匀分散在水中，而是分散在油酸根分子形成