第九章表面活性劑在界面上的吸附陳朝暉Chapter9

InterfacialadsorptionofSAA

溶質溶劑SurfaceinactivesubstanceC＜CB負吸附SurfaceactivesubstanceC＞CB正吸附C：表面相濃度CB：本體相濃度非表面活性物質在表面的濃度低于在本體的濃度。表面活性物質的表面濃度大于本體濃度。溶液表面層的組成與本體溶液組成不同的現象。§9.1SAA在水溶液表面上的吸附FLdW=Fdx=γ2Ldx=γdAγ=dW/dAW－外界對液體作的功；A－液體新增表面的表面積；表面自由能(surfacefreeenergy)液膜處于平衡狀態，若增加一無限小的力于滑絲上使其向右移動dx的距離，形成面積為2Ldx的液膜，此過程環境對體系做的功為：是使液體增加單位面積時所需做的可逆功，即表面自由能，其單位為mJ.m-2。實質是相同數量的分子在體相和表面所具有的能量差值，又叫表面過剩自由能。或稱恒溫恒壓下增加單位表面積時體系自由能的增量。(a)(b)表面張力的推導平衡時，有表面張力γ是作用于單位邊界上的表面張力。其中l是滑動邊的長度。：單位：N·m-1。(F=(W1+W2)g)表面張力的測定方法滴體積(滴重)法(thedropvolumemethod)吊環法(theringmethod)毛細管上升法(thecapillaryrisemethod)吊片法(theplateethod)§9.2表面張力的測定1.滴體積(滴重)法(thedropvolumemethod)式中：F=1/2πf為校正因子，V為液滴體積，ρ為液體密度，g為重力加速度常數。從毛細管滴下液體時，溶液表面張力越大，則滴下的液滴也越大W=2πRf，式中：W為液滴的重量，R為滴頭的半徑，為表面張力，f為校正系數。計算采用試差法，即用已知表面張力的液體(純水)計算出滴管頭半徑。先假設一半徑值，代入純水體積，由計算值V/R3，查表得F，進而得，此值與純水的水對比，直到相等，即為半徑值。再測待測液體，即可求出其表面張力。原理公式計算例題：25℃下，測定純水的滴體積為0.050mL，某SAAaq的測定體積為0.030、0.031、0.032、0.031、0.031、0.025mL。已知：25℃水的表面張力水=71.90mN/m，密度為1.00g/cm3，試求該SAA水溶液的表面張力？(由滴體積法校正系數表查得：V/R3=7.291，F=0.2464；V/R3=11.76，F=0.2377具體見表)。答案：R=1.62mm，=46.21mN/m解：首先用試差法計算滴頭半徑：設R＝1.65mm，則V/R3=0.050cm3/(1.65×10-1cm)3=11.13;查表：F＝0.2835γ＝ρgVF/R=1×103×9.8×0.050×10-6×0.2835/1.65×10-3=70.71<71.90mN/m設R＝1.60mm，則V/R3=0.050cm3/(1.60×10-1cm)3=12.2;查表：F＝0.2371γ＝ρgVF/R=1×103×9.8×0.050×10-6×0.2371/1.65×10-3=72.61>71.90mN/m設R＝1.61mm，則V/R3=0.050cm3/(1.61×10-1mm)3=11.98;查表：F＝0.2373

γ＝ρgVF/R=72.22>71.90mN/m假設R＝1.62mm，V/R3=0.050cm3/(1.62mm)3=11.76;查表：F＝0.2377γ＝ρgVF/R=1×103×9.8×0.050×10-6×0.2377/1.62×10-3=0.0719N/m=71.9mN/m計算水溶液表面張力：經試差計算R=1.62mm，體積平均V=0.031cm3；則V/R3=0.031cm3/(0.162cm)3=7.291；查表：F＝0.2464

γ＝ρgVF/R=1×103×9.8×0.031×10-6×0.2464/1.62×10-3=46.2mN/m1.簡述溶液表面張力測定的常用方法及滴體積法測定溶液表面張2了解另外三種表面張力的測定方法。作業第十章表面活性劑的膠體性質陳朝暉Chapter10

ColloidalpropertiesofSAA

這表明表面現象（表面張力及界面張力隨濃度變化）與內部性質（電導、滲透壓及密度變化等）有著密切的關系。以上性質中有一個共同特點，即各種性質隨濃度變化的關系中，都存在一個相互一致的濃度突變點，而且都與γ-lgc曲線中的轉折點濃度一致。§10.1SAA溶液的性質AddYourTitleAddYourTitleAddYourTitleSAA在溶液中形成膠束所需要的最小濃度，稱為臨界膠束濃度(CMC)。SAA在溶液中形成膠束/膠團的過程稱為膠束化/膠團化。SAA形成：膠束/團、囊泡、液晶、微乳等，分別具有獨特的性質與功能。共同特點：SAA分子或離子以其極性基朝向水、非極性基遠離水并聚集在一起形成的。這些結構稱為有序聚集體，溶液稱為有序溶液。該有序聚集體在尺度上的特點是至少有一維是納米級尺寸，為納米微粒制備提供場所和條件。有序溶液成為物理、化學、生物三大基礎學科共同矚目的領域。AddYourTitle1925年，Mcbain提出膠團假說，此學說經過近百年的實踐證明，并發展了膠團假說。§10.2臨界膠團濃度與增溶作用AddYourTitleAddYourTitleAddYourTitle把增溶進膠束的物質叫被增溶物，在一定濃度SAA溶液中溶解的被增溶物質的飽和濃度叫做增溶量。增溶是以cmc為起點，隨著濃度增加增溶量大致以直線增長。但SAA種類不同，增溶能力有差別。增溶量的測定方法很多，最簡單的方法是將液狀的被增溶物質少量均勻地滴入SAA水溶液中，測定溶液變成白色混濁時的滴入量。如不能鑒別被增溶物質產生的白色混濁狀相分離，可用濁度計或吸收光譜計等測定。AddYourTitlecmc以上的SAA水溶液中加入難溶于水的有機物時，可得到透明溶液，這種因乳化劑膠束發生的溶解現象即增溶作用。增溶作用solubilization

1、增溶現象被增溶物質為固體時，同樣可以測定發生相分離的濃度。1)膠核增溶4)極性基層增溶2）柵欄層增溶3)吸附增溶2、增溶模型一般認為膠束是中心部由液態烴組成、表面由親水基覆蓋的球形膠束。增溶機理必然因被增溶物的分子結構(特別是疏水基、親水基的種類、大小、形狀)不同而受很大影響。由于被增溶物種類不同，進入膠束的方式也就不同所造成的，其機理有四種。加溶于膠團內核（烴類）加溶物質與構成膠束的活性劑分子之間穿插排列，形成柵欄層（高級