安徽理工：工科化学教学课件-1259_60

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1、12.6.2吉布斯吸附公式●公式的形式定温下，本体溶液浓度c、表面张力和吸附量间的定量关系式●讨论——为溶质在单位面积表面层的吸附量，单位：mol•m-2。定义为：单位面积表面层含溶质物质的量与同量溶剂在溶液本体含溶质物质的量的差值，称溶质的表面吸附量或表面过剩(surfaceexcess)——定温，d/dc0，0，正吸附；d/dc0时，0，负吸附；d/dc=0，=0，无吸附作用6/18/20211——d/dc的求取　定温下，测出不同c的，以对c作图，求出c曲线上

2、各指定浓度c的斜率，即为该c时的d/dc数值6/18/2021212.6.3表面活性剂/[]∞/[]1.表面活性剂在吸附层的定向排列c/[c]●概况定温，平衡，吸附量和浓度c关系=∞Kc/(1+Kc)K为经验常数，与溶质表面活性大小有关●讨论——意义c很小，与c直线；c足够大，呈极限值∞，=∞。∞称饱和吸附量，是单位表面单分子层吸附时溶质的物质的量。测出∞值，即可算出每个被吸SAA分子的横截面积As＝20.510-20m2As=1/（∞L）6/18/20213——SA

3、A的结构特点SAA分子同时含有亲水的极性基团（-OH，COOH，-CONH2等），及憎水的非极性基团（碳链）。故许多SAA分子横截面皆为20.510-20m2。用符号　　　　表示SAA的分子模型，　　代表非极性基团，表示极性基团，——SAA的性质特点水溶液中，SAA的亲水基受极性水分子吸引，有竭力钻入水中的趋势，非极性基亲油性，倾向于翘出水面或钻入非极性的有机溶剂或油类的另一相中，使SAA分子定向地排列在界面层中6/18/202142．表面活性剂的分类SAA可从用途、物理性质或化学结构等方式分类，

4、最常用的是按化学结构分类，可分为离子和非离子型两大类：溶于水能生成离子的称离子型SAA；不能电离的，称非离子型SAA。离子型SAA按其在水溶液中具有表面活性作用的离子的电性，还可再分类此种分类便于正确选用SAA。如某SAA是阴离子型，一般不能和阳离子型的物质混合使用，否则可能产生沉淀等不良后果表面活性剂离子型SAA阴离子SAA，如肥皂RCOONa，十二烷基苯磺酸钠C12H25C6H4SO3Na阳离子SAA，如胺盐C18H37NH3+Cl-两性SAA，如氨基酸，R-NH-CH2COOH非离子型SAA，

5、如聚乙二醇类HOCH2[CH2OCH2]nCH2OH，司盘(Span)：失水山梨醇和脂肪酸的酯：吐温(Tween)6/18/202153.表面活性剂的基本性质●SAA都具有类似图12.8曲线III所示的特征：浓度极稀时，稍增其量就可使溶液σ急剧降低，浓度超过某数值后，σ几乎不随浓度的增加而变化●原因分析SAA加入纯水，主要排列于表面层，稍增浓度，大部分分子仍自动地聚集于表面，使水和空气接触面减小，σ急剧降低。浓度足够大时，液面刚排满一层定向排列的SAA的分子，形成单分子膜。在溶液本体则开始形成具有一

6、定形状的胶束(micelle)●临界胶束浓度CMC——定义形成一定形状的胶束所需SAA的最低浓度，称为临界胶束浓度，以CMC(criticalmicelleconcentration)表示。实验表明，CMC不是一个确定的数值，而是一个窄的浓度范围。如离子型SAA的CMC一般约在10-2mo1•dm-310-3mo1•dm-3之间6/18/20216——关于胶束　胶束是若干SAA分子排列成憎水基向内，亲水基向外的多分子聚集体。结果是SAA分子亲水基团与水接触，非极性基被包在胶束中，几乎完全脱离了与水

7、分子的接触。因此，胶束在水溶液中可以稳定存在，形状可以是球状，棒状、层状或偏椭圆状——胶束的类型●球形——浓度不大时形成●棒状——十倍于CMC或更高时形成●层状——浓度更高时形成6/18/20217——CMC的意义系统达CMC（一个范围，而去污能力非一个点）前后，很多性质发生增溶作用突变，如电阻率（电导率）、渗摩尔电导透压、冰点下降、粘度、密度、表面张力增溶性、去污力、表面张力、洗CMCc涤性、光散射、颜色、折光率等。故CMC是一个极重要的物理量。如使用洗涤剂时，其浓度应大于CMC——一般，CMC

8、越低，表面活性越强。故CMC是SAA的表面活性的度量6/18/20218——影响CMC的因素●内在因素SAA结构参数的影响a.碳氢链长的影响　皆随碳原子的增加而降低。但链过长，水溶性降低。故SAA中碳氢化合物烷基链的碳数常为C8-C16左右b.非碳氢链　例，含氟，含硅（特种SAA），CMC小得多。原则：提高疏水链的密度可降低CMC及c.亲水基的影响——离子型SAA的CMC较高●外在因素　添加剂（无机盐、有机物、其它SAA）6/18/20219——CMC的实验测定●原