09章_表面现象.ppt

第九章 表面现象 9.1 表面自由能和表面张力 9.1.1 表面现象及其本质 9.1.2 表面自由能 9.1.3 表面张力 9.2 弯曲液面的附加压力 9.2.1 弯曲液面的附加压力 9.2.2 Young-Laplace 公式 9.2.3 毛细现象 9.3 弯曲液面的蒸气压 9.3.1 弯曲液面的蒸气压 9.3.2 Kelvin 公式的应用 9.4 溶液的表面吸附 9.4.1 表面活性物质与非表面活性物质 9.4.2 Gibbs 吸附等温式 9.4.3 分子在界面上的定向排列 9.5 表面膜 9.5.1 表面压 9.5.2 不溶性单分子膜 9.5.3 生物双分子层膜 9.6 铺展与润湿 9.6.1 铺展 9.6.2 接触角 9.6.2 接触角 9.6.2 接触角 9.6.3 润湿作用 9.7 表面活性剂及其作用 9.7.1 表面活性剂的分类 9.7.2 胶束和临界胶束浓度 9.7.2 胶束和临界胶束浓度 9.7.2 胶束和临界胶束浓度 9.7.2 胶束和临界胶束浓度 9.7.3 亲水亲油平衡 9.7.4 表面活性剂的作用 三次开采石油 9.8 固体表面的吸附 9.8.1 吸附剂与吸附质 9.8.2 物理吸附和化学吸附 9.8.3 吸附等温线 9.8.4 吸附等温式 作 业 思考题 4、9、13 概念题 1、3、5、9、11、14 习 题 2、6、9、13、16 1. Langmuir 吸附等温式 当压力很高时 表面铺满单分子层,达饱和吸附 将表面覆盖度的表示式代入Langmuir吸附等温式,重排后得另一形式的吸附等温式: 9.8.4 吸附等温式 （也常用 表示V和Vm） 1. Langmuir 吸附等温式 用实验测定不同压力p下的吸附体积Γ 用 对p作图 从直线的斜率和截距,可求得饱和吸附量Γm和吸附系数a 有了饱和吸附量Γm的值,就可以计算吸附剂的比表面 9.8.4 吸附等温式 1. Langmuir 吸附等温式 1. 假设吸附是单分子层的，不符合所有吸附情况。 2. 假设表面是均匀的，其实大部分表面是不均匀的。 3. 在表面覆盖度较大时，Langmuir吸附等温式不适用。 Langmuir吸附等温式的缺点： 9.8.4 吸附等温式 2. BET 吸附等温式 由Brunauer-Emmett-Teller 三人提出的多分子层吸附公式,简称BET公式。 他们接受了Langmuir理论中关于固体表面是均匀的观点，但他们认为吸附是多分子层的。 当然第一层吸附与第二层吸附不同，因为相互作用的对象不同，因而吸附热也不同，第二层及以后各层的吸附热接近于凝聚热。 9.8.4 吸附等温式 2. BET 吸附等温式 在这个基础上他们导出了二参数BET吸附等温式。 为两个常数, C是与吸附热有关的常数 ps是实验温度下吸附质的饱和蒸汽压 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吸附的体积 9.8.4 吸附等温式 2. BET 吸附等温式 用实验数据作图 得一条直线。从直线的斜率和截距可计算两个常数值C和Vm 从Vm可以计算吸附剂的比表面： m为吸附剂质量 Am为吸附剂的截面积 9.8.4 吸附等温式 4.乳化作用 有时为了破坏乳状液需加入另一种表面活性剂，称为破乳剂，将乳状液中的分散相和分散介质分开。例如原油中需要加入破乳剂将油与水分开。 9.7.4 表面活性剂的作用 乳化作用的应用 高分子材料的乳化聚合 感光材料的乳化分散 纺织、印染和食品工业中的乳化技术 柴油中的乳化掺水技术，既可以节省油料，又可以提高热值，还可以减少氮氧化物的排放，是一举多得的好事 石油原油的破乳作用，可减少运输成本 牛奶的破乳作用，可提取黄油，进行深加工 9.7.4 表面活性剂的作用 5.洗涤作用 洗涤剂中通常要加入多种辅助成分，增加对被清洗物体的润湿作用，又要有起泡、增白、占领清洁表面不被再次污染等功能。 洗涤过程是包括润湿、增溶、乳化、起泡和保护清洁表面等一连串复杂过程 肥皂——硬酯酸钠 肥皂粉——长直链烷基苯磺酸钠 污垢一般由油脂和灰尘组成，不易被水润湿 9.7.4 表面活性剂的作用 加表面活性剂后的去污过程示意图 上. 水不易润湿油