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第九章 表面活性剂在界面上的吸附 陈朝晖 第十章 表面活性剂的胶体性质 陈朝晖 * * * Chemistry and chemical engineering institute 第九章 表面活性剂在界面上的吸附 化学与化学工程学院 Chapter 9 Interfacial adsorption of SAA 溶质 溶剂 Surface inactive substance C?＜CB　负吸附 Surface active substance C?＞CB　正吸附 C?：表面相浓度　　CB：本体相浓度 非表面活性物质在表面的浓度低于在本体的浓度。 表面活性物质的表面浓度大于本体浓度。 溶液表面层的组成与本体溶液组成不同的现象。 §9.1 SAA在水溶液表面上的吸附 F L dW = Fdx =γ2Ldx =γdA γ=dW/dA W－外界对液体作的功； A－液体新增表面的表面积； 表面自由能(surface free energy) 液膜处于平衡状态，若增加一无限小的力于滑丝上使其向右移动dx的距离，形成面积为2Ldx的液膜，此过程环境对体系做的功为： ?是使液体增加单位面积时所需做的可逆功，即表面自由能，其单位为mJ.m-2。实质是相同数量的分子在体相和表面所具有的能量差值，又叫表面过剩自由能。或称恒温恒压下增加单位表面积时体系自由能的增量。 (a) (b) 表面张力的推导 平衡时，有 表面张力 γ是作用于单位边界上 的表面张力。 其中l是滑动边的长度。 ? ：单位：N·m-1。 (F=(W1+W2)g) 表面张力的测定方法 滴体积(滴重)法 (the drop volume method) 吊环法 (the ring method) 毛细管上升法 (the capillary rise method) 吊片法 (the plate ethod) §9.2 表面张力的测定 1. 滴体积(滴重)法 (the drop volume method) 式中：F = 1/2πf 为校正因子，V为液滴体积， ρ为液体密度，g为重力加速度常数。 从毛细管滴下液体时，溶液表面张力越大，则滴下的液滴也越大W = 2πR?f，式中： W为液滴的重量，R为滴头的半径，?为表面张力，f为校正系数。 计算采用试差法，即用已知表面张力的液体(纯水)计算出滴管头半径。先假设一半径值，代入纯水体积，由计算值V/R3，查表得F，进而得?，此值与纯水的?水对比，直到相等，即为半径值。再测待测液体，即可求出其表面张力。 原理 公式 计算 例题： 25℃下，测定纯水的滴体积为0.050 mL，某SAAaq的测定体积为0.030、0.031、0.032、0.031、0.031、0.025 mL 。 已知：25℃水的表面张力?水=71.90mN/m，密度为1.00g/cm3，试求该SAA水溶液的表面张力?？ (由滴体积法校正系数表查得： V/R3=7.291，F=0.2464；V/R3=11.76，F=0.2377 具体见表)。 答案：R=1.62mm，?=46.21mN/m 解：首先用试差法计算滴头半径： 设R＝1.65 mm，则V/R3 = 0.050 cm3/(1.65×10-1cm)3 = 11.13; 查表：F ＝ 0.2835 γ ＝ρgVF/R = 1×103×9.8×0.050×10-6×0.2835/1.65×10-3 = 70.7171.90 mN/m 设R＝1.60mm，则V/R3 = 0.050cm3/(1.60×10-1cm)3 = 12.2; 查表：F ＝ 0.2371 γ ＝ρgVF/R = 1×103×9.8×0.050×10-6×0.2371/1.65×10-3 = 72.6171.90 mN/m 设R ＝ 1.61mm，则V/R3 = 0.050cm3/(1.61×10-1mm)3 = 11.98; 查表：F ＝ 0.2373 γ ＝ρgVF/R=72.22 71.90 mN/m 假设R ＝1.62mm，V/R3