表面活性剂在溶液表界面上的吸附

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1、第3章表面活性剂在溶液表(界)面上的吸附1吸附溶质从水溶液内部迁至表(界)面，在表(界)面富集的过程叫吸附。广义地讲，凡是组分在界面上的浓度出现差异的现象统称为吸附。若组分在界面浓度高于体相中的，称为正吸附，反之为负吸附。一般无特别说明，均为正吸附。吸附可发生在各种界面上。引言2例如：活性炭给液体脱色，分子筛催化剂起催化作用，肥皂有乳化作用。表面活性剂在溶液表面、油水界面或固体表面上的吸附，会改变表面或界面状态，影响界面性质，从而产生一系列在应用中很重要的现象，如润湿、乳化、起泡、洗涤作用。对表面活性剂在界面上的吸附作溶液研究，是非常重要的。

2、吸附现象发生在各种界面上，溶液的吸附量不像固体的吸附量那样易于直接测量。通常通过表面张力测定结果来推算。1875年，Gibbs用热力学方法推导出表面张力、溶液浓度和吸附量之间的关系，是各种计算的基础。引言33.1表面活性剂在气-液界面的吸附3.1.1吸附的表征-表面过剩和吉布斯(Gibbs)吸附公式1.表面过剩(Γ)对一个溶液相而言，通常人们认为它是均匀的，并且具有相同的物理化学性质。而实际上，溶液从液相到气相的界面部分，存在一个平均密度连续变化区。也就是说，两种完全不混溶物两相在接触时，交界处并非有一个界限分明的几何面将两相分开，而是存在一

3、个界线不很清楚的薄薄一层，其成分和性质皆不均匀。我们将此与体相不同的且组成不断变化的只有几个分子厚度的区域称为表(界)面相，通常以σ表示。组分在表面和体相内部浓度的差异用表面过剩来表示。43.1表面活性剂在气-液界面的吸附3.1.1吸附的表征-表面过剩和吉布斯(Gibbs)吸附公式1.表面过剩(Γ)设在σ面以上(或下)的浓度是全体一致的，而且就是体相的浓度。如果界面上实际溶质的量为n，α和β相的溶质量分别为nα和nβ，则三者之间的关系为：n=nα+nβ+nσ53.1表面活性剂在气-液界面的吸附3.1.1吸附的表征-表面过剩和吉布斯(Gibbs

4、)吸附公式1.表面过剩(Γ)nσ=n–(nα+nβ)nσ表示在表面相某一平面ss’上溶质的过剩量，如果该表面相的面积为A，则单位面积上溶质的过剩量可表示为：＝Γ63.1表面活性剂在气-液界面的吸附3.1.1吸附的表征-表面过剩和吉布斯(Gibbs)吸附公式1.表面过剩(Γ)意义：其意义是若自1cm2的溶液表面和内部各取一部分，其中溶剂的数目一样多，则表面部分的溶质比内部所多的摩尔数，单位为mol/cm2。①Г是过剩量；②Г的单位与普通浓度的不同；③Г可以是正的，也可是负的。73.1表面活性剂在气-液界面的吸附3.1.1吸附的表征-表面过剩和吉

5、布斯(Gibbs)吸附公式2.Gibbs吸附公式83.1表面活性剂在气-液界面的吸附3.1.1吸附的表征-表面过剩和吉布斯(Gibbs)吸附公式2.Gibbs公式－两组分体系：1表示溶剂，2表示溶质93.1表面活性剂在气-液界面的吸附3.1.1吸附的表征-表面过剩和吉布斯(Gibbs)吸附公式2.Gibbs公式－两组分体系：若在分界面处Г1=0，则其意义为：相应于相同量的溶剂时，表面层中单位面积上溶质的量比溶液内部多出的部分，而不是单位面积上溶质的表面浓度。103.1表面活性剂在气-液界面的吸附3.1.1吸附的表征-表面过剩和吉布斯(Gibb

6、s)吸附公式3.Gibbs公式验证：20世纪30年代，McBain和他的学生们精心设计了一个装置，让一个刀片以每秒钟11m的速度从溶液表面刮下一薄层液体，其厚度大约为0.1mm。根据被刮下液体的质量m和溶质的质量分数ω，以及原用溶液溶质的质量分数ω0和刮过的液面面积A，可按下式计算出表面吸附量：表列出他们的一些典型的结果，并与应用Gibbs吸附公式自表面张力曲线计算的数值相比较。113.1表面活性剂在气-液界面的吸附3.1.1吸附的表征-表面过剩和吉布斯(Gibbs)吸附公式3.Gibbs公式验证：－123.1表面活性剂在气-液界面的吸附3.

7、1.2Gibbs公式在表面活性剂溶液中的应用1.表面活性剂在溶液表面吸附时的Gibbs公式表面活性剂溶液的浓度一般很小，可用浓度代替活度，由此可得出表面性剂的吸附通式：由此可推出各类单一和混合表面活性剂的吸附公式。133.1表面活性剂在气-液界面的吸附3.1.2Gibbs公式在表面活性剂溶液中的应用1.表面活性剂在溶液表面吸附时的Gibbs公式143.1表面活性剂在气-液界面的吸附3.1.2Gibbs公式在表面活性剂溶液中的应用1.表面活性剂在溶液表面吸附时的Gibbs公式153.1表面活性剂在气-液界面的吸附3.1.2Gibbs公式在表面活

8、性剂溶液中的应用1.表面活性剂在溶液表面吸附时的Gibbs公式应用公式的注意事项(1).由于表面活性剂溶液的浓度一般很小，表中均用浓度c代替活度a。(2).对离子型