《物理化學：第十章 界面現(xiàn)象3》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《物理化學：第十章 界面現(xiàn)象3（72頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第十章第十章 界界 面面 現(xiàn)現(xiàn) 象象4.亞穩(wěn)態(tài)及新相生成亞穩(wěn)態(tài)及新相生成系統(tǒng)分散度增大、粒徑減小引起液滴和固系統(tǒng)分散度增大、粒徑減小引起液滴和固體顆粒的飽和蒸氣壓大于普通液體、固體的情體顆粒的飽和蒸氣壓大于普通液體、固體的情況，只有在粒徑很小時才需要考慮。況，只有在粒徑很小時才需要考慮。在蒸氣冷凝、液體凝固和沸騰、溶液結晶在蒸氣冷凝、液體凝固和沸騰、溶液結晶等過程中，新相從無到有，最初尺寸極其微小，等過程中，新相從無到有，最初尺寸極其微小，比表面積和表面吉布斯函數(shù)都很大，新相的產(chǎn)比表面積和表面吉布斯函數(shù)都很大，新相的產(chǎn)生非常困難，會出現(xiàn)一些特殊的狀態(tài)生非常困難，會出現(xiàn)一些特殊的狀態(tài)亞穩(wěn)亞穩(wěn)態(tài)態(tài)

2、(介安態(tài)介安態(tài))。2(1)過飽和蒸氣過飽和蒸氣壓力超過通常液體的飽和壓力超過通常液體的飽和蒸氣壓的蒸氣為蒸氣壓的蒸氣為過飽和蒸氣過飽和蒸氣.過飽和蒸氣的壓力尚未達過飽和蒸氣的壓力尚未達到該液體微小液滴的飽和蒸到該液體微小液滴的飽和蒸氣壓氣壓.減輕過飽和程度的方法減輕過飽和程度的方法是引入凝結中心是引入凝結中心,使液滴使液滴核心易于生成核心易于生成(如人工降雨如人工降雨).p過飽和蒸氣的產(chǎn)生過飽和蒸氣的產(chǎn)生氣相區(qū)氣相區(qū)T0p0P液相區(qū)液相區(qū)OAB3過熱水的產(chǎn)生過熱水的產(chǎn)生373.15Kp(大氣大氣)p(附加附加)h=0.02m(2)過熱液體過熱液體溫度高于沸點的液體為溫度高于沸點的液體為過熱液體

3、過熱液體.過熱液體是因為液體內(nèi)微小氣泡難以生成過熱液體是因為液體內(nèi)微小氣泡難以生成而不能在正常沸點沸騰所造成的而不能在正常沸點沸騰所造成的(見圖示見圖示).4過熱水的產(chǎn)生過熱水的產(chǎn)生373.15Kp(大氣大氣)p(附加附加)h=0.02m設存在一個半徑為設存在一個半徑為10-8m的的小氣泡小氣泡.小氣泡小氣泡須反抗的外壓為須反抗的外壓為:大氣壓力大氣壓力p(大氣大氣)=101.325kPa附加壓力附加壓力 p=11.774 103kPa靜壓力靜壓力p(靜靜)=0.1878kPa總外壓總外壓=11.875 103kPa而水氣泡內(nèi)水蒸氣的壓力僅為而水氣泡內(nèi)水蒸氣的壓力僅為pr=94.34kPa(凹

4、液面凹液面).在液體中加入少量素燒瓷片或毛細管等物質(zhì)可在液體中加入少量素燒瓷片或毛細管等物質(zhì)可大大降低過熱的程度大大降低過熱的程度.5(3)過冷液體過冷液體p過冷液體的產(chǎn)生過冷液體的產(chǎn)生氣相區(qū)氣相區(qū)TfT f溫度在凝固點以下的液體溫度在凝固點以下的液體為為過冷液體過冷液體.液體的過冷是由于液體的過冷是由于微小晶微小晶粒粒具有高表面吉布斯函數(shù)具有高表面吉布斯函數(shù)(高高的飽和蒸氣壓的飽和蒸氣壓)而不能在正常而不能在正常凝固溫度下生成而造成的凝固溫度下生成而造成的.在過冷液體中投入小晶體作為新相在過冷液體中投入小晶體作為新相的種子的種子,能使液體迅速凝固成晶體能使液體迅速凝固成晶體.6(4)過飽和溶

5、液過飽和溶液濃度超過飽和濃度的溶液為濃度超過飽和濃度的溶液為過飽和溶液過飽和溶液.過飽和溶液產(chǎn)生的原因是微小晶粒具有過飽和溶液產(chǎn)生的原因是微小晶粒具有比普通晶體更大的溶解度比普通晶體更大的溶解度.7p分散度對溶解度的影響分散度對溶解度的影響c3c2c1微小晶體的飽和蒸微小晶體的飽和蒸氣壓大于普通晶體氣壓大于普通晶體,而而蒸氣壓與溶解度有密切蒸氣壓與溶解度有密切的關系的關系.晶體的顆粒愈小晶體的顆粒愈小,溶解度愈大溶解度愈大.這可從相這可從相平衡原理給予解釋平衡原理給予解釋(見見圖圖).可知可知,當溶液濃度達到普通晶體的飽和濃度時當溶液濃度達到普通晶體的飽和濃度時,相對于微小晶粒還未飽和相對于微

6、小晶粒還未飽和,微小晶粒不能從中析出微小晶粒不能從中析出,這是造成這是造成過飽和溶液過飽和溶液的原因的原因.810.3 固體表面固體表面9固體表面的特性 固體表面上的原子或分子與液體一樣，受力也固體表面上的原子或分子與液體一樣，受力也是不均勻的，而且不像液體表面分子可以移動，通是不均勻的，而且不像液體表面分子可以移動，通常它們是定位的。常它們是定位的。固體表面是不均勻的，即使從宏觀上看似乎很固體表面是不均勻的，即使從宏觀上看似乎很光滑，但從原子水平上看是凹凸不平的。光滑，但從原子水平上看是凹凸不平的。同種晶體由于制備、加工不同，會具有不同的同種晶體由于制備、加工不同，會具有不同的表面性質(zhì)，而且

7、實際晶體的晶面是不完整的，會有表面性質(zhì)，而且實際晶體的晶面是不完整的，會有晶格缺陷、空位和位錯等。晶格缺陷、空位和位錯等。正由于固體表面原子正由于固體表面原子受力不對稱受力不對稱和表面和表面結構不結構不均勻均勻性，它可以吸附氣體或液體分子，使表面自由性，它可以吸附氣體或液體分子，使表面自由能下降。而且不同的部位吸附和催化的活性不同。能下降。而且不同的部位吸附和催化的活性不同。10金屬表面的實際構成示意圖金屬表面的實際構成示意圖 11 當氣體或蒸汽在固體表面被吸附時，固體稱為吸附劑，被吸附的氣體稱為吸附質(zhì)。常用的吸附劑有：硅膠、分子篩、活性炭等。為了測定固體的比表面，常用的吸附質(zhì)有：氮氣、水蒸氣

8、、苯或環(huán)己烷的蒸汽等。12固體表面吸附現(xiàn)象固體表面吸附現(xiàn)象吸吸附附：在在固固體體或或液液體體表表面面，某某物物質(zhì)質(zhì)的的濃度與體相濃度不同的現(xiàn)象。濃度與體相濃度不同的現(xiàn)象。吸附質(zhì)：被吸附的物質(zhì)；吸附質(zhì)：被吸附的物質(zhì)；吸附劑：有吸附能力的物質(zhì)。吸附劑：有吸附能力的物質(zhì)。131.1.物理吸附與化學吸附物理吸附與化學吸附按吸附質(zhì)與吸附劑間作用力本質(zhì)的不同，可將吸按吸附質(zhì)與吸附劑間作用力本質(zhì)的不同，可將吸附分為附分為物理吸附物理吸附與與化學吸附化學吸附。物理吸附物理吸附時，兩者分子間以時，兩者分子間以范德華引力范德華引力相互作用；相互作用；在在化學吸附化學吸附中，兩者分子間發(fā)生部分或全部的電子中，兩者分

9、子間發(fā)生部分或全部的電子轉移，是轉移，是以化學鍵相結合以化學鍵相結合。由于這兩種吸附分子間的作用力有本質(zhì)上的不由于這兩種吸附分子間的作用力有本質(zhì)上的不同，所以表現(xiàn)出許多不同的吸附性質(zhì)。同，所以表現(xiàn)出許多不同的吸附性質(zhì)。141）物理吸附（1）吸附力是由固體和氣體分子之間的范德華引力吸附力是由固體和氣體分子之間的范德華引力產(chǎn)生的，一般比較弱。產(chǎn)生的，一般比較弱。（2）吸附熱較小，接近于氣體的液化熱，一般在幾吸附熱較小，接近于氣體的液化熱，一般在幾個個kJ/mol以以下。下。（3）吸附無選擇性，任何固體可以吸附任何氣體，吸附無選擇性，任何固體可以吸附任何氣體，當然吸附量會有所不同。當然吸附量會有所不

10、同。（4）吸附穩(wěn)定性不高，吸附與解吸速率都很快。吸附穩(wěn)定性不高，吸附與解吸速率都很快。（5）吸附可以是單分子層的，但也可以是多分子吸附可以是單分子層的，但也可以是多分子層的。層的。（6）吸附不需要活化能，吸附速率并不因溫度的吸附不需要活化能，吸附速率并不因溫度的升高而變快。升高而變快。15H2在金屬鎳表面發(fā)生物理吸附：在金屬鎳表面發(fā)生物理吸附：到達到達a點位點位（勢）（勢）能能最低，這是物理吸附的穩(wěn)定狀態(tài)。最低，這是物理吸附的穩(wěn)定狀態(tài)。放出的能量放出的能量Ea等等于物理吸附熱于物理吸附熱Qp，這數(shù)值相當于氫氣這數(shù)值相當于氫氣的液化熱。的液化熱。物理吸附是一種物物理吸附是一種物理作用，理作用，沒

11、有電子沒有電子轉移，沒有化學鍵轉移，沒有化學鍵的生成與破壞，也的生成與破壞，也沒有原子重排等沒有原子重排等。162)化學吸附(1)吸附力是由吸附劑與吸附質(zhì)分子之間產(chǎn)生的化學吸附力是由吸附劑與吸附質(zhì)分子之間產(chǎn)生的化學鍵力，一般較強。鍵力，一般較強。(2)吸附熱較高，接近于化學反應熱一般在吸附熱較高，接近于化學反應熱一般在40kJ/mol以以上。上。(3)吸附有選擇性，固體表面的活性位只吸附與之可吸附有選擇性，固體表面的活性位只吸附與之可發(fā)生反應的氣體分子，如酸位吸附堿性分子，反之亦發(fā)生反應的氣體分子，如酸位吸附堿性分子，反之亦然。然。(4)吸附很穩(wěn)定，一旦吸附，就不易解吸。吸附很穩(wěn)定，一旦吸附，

12、就不易解吸。(5)吸附是單分子層的。吸附是單分子層的。(6)吸附需要活化能，溫度升高，吸附和解吸速率加吸附需要活化能，溫度升高，吸附和解吸速率加快?？臁?7H2在金屬鎳表面發(fā)生化學吸附：在金屬鎳表面發(fā)生化學吸附：H2分子獲得解離能分子獲得解離能DH-H解離成解離成H原子。原子。b點是化學吸附的點是化學吸附的穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定狀態(tài)。Ni和和H之間的距離等于兩之間的距離等于兩者原子半徑之和。者原子半徑之和。Eb是放出的化學吸是放出的化學吸附熱附熱Qc，相當于兩相當于兩者之間形成化學鍵者之間形成化學鍵的鍵能。的鍵能。18物理吸附向化學吸附的轉變19物理吸附物理吸附化學吸附化學吸附吸附力吸附力范德華力范德

13、華力化學鍵力化學鍵力吸附層數(shù)吸附層數(shù)單層或多層單層或多層單層單層吸附熱吸附熱較小較小(氣體凝結熱氣體凝結熱)較大較大(反應熱反應熱)選擇性選擇性無選擇性無選擇性有選擇性有選擇性可逆性可逆性可逆可逆不可逆不可逆吸附平衡吸附平衡快，易達平衡快，易達平衡慢，不易達平衡慢，不易達平衡溫度溫度低溫低溫高溫高溫物理吸附和化學吸附物理吸附和化學吸附20吸附量通常有兩種表示方法：吸附量通常有兩種表示方法：(2)(2)單位質(zhì)量的吸附劑所吸附氣體物質(zhì)的量。單位質(zhì)量的吸附劑所吸附氣體物質(zhì)的量。(1)(1)單位質(zhì)量的吸附劑所吸附氣體的體積單位質(zhì)量的吸附劑所吸附氣體的體積(要換算成要換算成標準狀況標準狀況)。對于一定的

14、吸附劑與吸附質(zhì)的系統(tǒng)，平衡吸附量對于一定的吸附劑與吸附質(zhì)的系統(tǒng)，平衡吸附量(q)是溫度和吸附質(zhì)壓力的函數(shù)：是溫度和吸附質(zhì)壓力的函數(shù)：通常固定一個變量，求出另外兩通常固定一個變量，求出另外兩個變量之間的關系。常用：個變量之間的關系。常用：T=常數(shù)，常數(shù)，q=f(p)的吸附等溫式。的吸附等溫式。2.等溫吸附等溫吸附吸附等壓線吸附等壓線VaT吸附等量線吸附等量線p T吸附等溫線吸附等溫線V ap1mVVa=mnna=21吸附等溫線吸附等溫線保持溫度不變，顯示保持溫度不變，顯示吸附量與比壓之間的關吸附量與比壓之間的關系曲線稱為吸附等溫線。系曲線稱為吸附等溫線?？v坐標是吸附量，橫縱坐標是吸附量，橫坐標是

15、比壓坐標是比壓p/ps，p是吸是吸附質(zhì)蒸汽的平衡壓力，附質(zhì)蒸汽的平衡壓力，ps是吸附溫度時吸附質(zhì)是吸附溫度時吸附質(zhì)的飽和蒸汽壓。的飽和蒸汽壓。22吸附等溫線的五種類型吸附等溫線的五種類型:p:達平衡時的吸附壓力；達平衡時的吸附壓力；p*:該溫度下吸附氣體的飽和蒸氣壓。該溫度下吸附氣體的飽和蒸氣壓。p/p*V a10吸附容量受孔體積控制。平臺轉折點對應吸附劑的小孔完全被凝聚液充滿。微孔硅膠、沸石、炭分子篩等，出現(xiàn)這類等溫線。23p/p*V a10相應于發(fā)生在非多孔性固體表面或大孔固體上自由的單一多層可逆吸附過程。在低p/p*處有拐點，它指示單分子層的飽和吸附量，相當于單分子層吸附的完成。隨著相對

16、壓力的增加，開始形成第二層，在飽和蒸氣壓時，吸附層數(shù)無限大。240p/p*1V a在憎液性表面發(fā)生多分子層，或固體和吸附質(zhì)的吸附相互作用小于吸附質(zhì)之間的相互作用。例如水蒸氣在石墨表面上吸附或在進行過憎水處理的非多孔性金屬氧化物上的吸附。在低壓區(qū)的吸附量少，表明吸附劑和吸附質(zhì)之間的作用力相當弱。相對壓力越高，吸附量越多，表現(xiàn)出有孔充填。25p/p*10V a低p/p*區(qū)曲線凸向上，與型等溫線類似。在較高p/p*區(qū)，吸附質(zhì)發(fā)生毛細管凝聚，等溫線迅速上升。當所有孔均發(fā)生凝聚后，吸附只在遠小于內(nèi)表面積的外表面上發(fā)生，曲線平坦。在相對壓力 1 接近時，在大孔上吸附，曲線上升。26由于發(fā)生毛細管凝聚，在這

17、個區(qū)內(nèi)可觀察到滯后現(xiàn)象，即在脫附時得到的等溫線與吸附時得到的等溫線不重合，脫附等溫線在吸附等溫線的上方，產(chǎn)生吸附滯后呈現(xiàn)滯后環(huán)。這種吸附滯后現(xiàn)象與孔的形狀及其大小有關，因此通過分析吸脫附等溫線能知道孔的大小及其分布。27p/p*10V aV型等溫線的特征是向相對壓力軸凸起。與III型等溫線不同，在更高相對壓力下存在一個拐點。V型等溫線來源于微孔和介孔固體上的弱氣固相互作用，微孔材料的水蒸汽吸附常見此類線型。28292.吸附經(jīng)驗式吸附經(jīng)驗式弗羅因德利希公式弗羅因德利希公式nFreundlich用指數(shù)方程描述用指數(shù)方程描述 型吸附等溫線型吸附等溫線 n、k 是兩個經(jīng)驗參數(shù)，均是是兩個經(jīng)驗參數(shù)，均是

18、T的函數(shù)。的函數(shù)。k:單位壓力時的吸附量。一般單位壓力時的吸附量。一般T ，k；n：介于介于01之間，反映之間，反映p 對對V a影響的強弱。影響的強弱。直線式直線式：作作lgV algp圖，圖，斜率斜率n;截距截距k30經(jīng)驗公式的優(yōu)點：經(jīng)驗公式的優(yōu)點：n 形式簡單、計算方便、應用廣泛；形式簡單、計算方便、應用廣泛；n 可用于氣可用于氣固及液固界面上的單分固及液固界面上的單分子層吸附的計算；子層吸附的計算；n 對氣體的吸附適用于中壓范圍的吸附。對氣體的吸附適用于中壓范圍的吸附。31CO在椰子殼炭上的吸附在椰子殼炭上的吸附321916年年蘭蘭蘭蘭格格格格繆繆繆繆爾爾爾爾(Langmuir)提提出

19、出單單分分子子層層吸吸附附理理論論.基基本假設如下本假設如下:單單分分子子層層吸吸附附:固固體體表表面面上上每每個個吸吸附附位位只只能能吸吸附附一一個個分分子子,氣體分子只有碰撞到固體的空白表面上才能被吸附氣體分子只有碰撞到固體的空白表面上才能被吸附;固體表面是均勻的固體表面是均勻的:表面上各個晶格位置的吸附能力相同表面上各個晶格位置的吸附能力相同;被被吸吸附附的的氣氣體體分分子子間間無無相相互互作作用用力力:吸吸附附或或脫脫附附的的難難易易與鄰近有無吸附分子無關與鄰近有無吸附分子無關;吸吸附附平平衡衡是是動動態(tài)態(tài)平平衡衡:達達吸吸附附平平衡衡時時,吸吸附附和和脫脫附附過過程程同時進行同時進行

20、,且速率相同且速率相同.4.蘭格繆爾蘭格繆爾單分子層吸附理論及吸附等溫式單分子層吸附理論及吸附等溫式33以以k k1 1和和k k1 1分分別別代代表表吸吸吸吸附附附附與與脫脫脫脫附附附附速速率率常常數(shù)數(shù),A代代表表氣體分子氣體分子,M代表固體表面代表固體表面,則吸附過程可表示為則吸附過程可表示為A+MAMk k1 1k1表面覆蓋率表面覆蓋率(1 )則代表固體空白表面的分則代表固體空白表面的分數(shù)數(shù).34當吸附達平衡時當吸附達平衡時,1=1,所以所以k1(1 )p k1 脫附速率脫附速率 1=k1 N吸附速率吸附速率 1=k(1 )pN根據(jù)單分子層吸附理論根據(jù)單分子層吸附理論,可知可知得得上式即

21、為上式即為蘭格繆爾吸附等溫式蘭格繆爾吸附等溫式,式中式中b=k1/k1,稱為稱為吸附系數(shù)吸附系數(shù),具有壓力倒數(shù)的量綱具有壓力倒數(shù)的量綱.b實質(zhì)為實質(zhì)為吸附作用的平衡常數(shù)吸附作用的平衡常數(shù),其其大小大小大小大小表示吸附作用的表示吸附作用的強弱強弱強弱強弱.35以以Va代表覆蓋率為代表覆蓋率為 時的平衡吸附量時的平衡吸附量,以以Vam代表代表在足夠高壓力下的飽和吸附量在足夠高壓力下的飽和吸附量(=1),則有則有以以1/1/V Va a對對1/1/p p作圖作圖,直線的斜率直線的斜率1/b Vam、截距、截距1/Vam 可求得可求得b 與與Vam.pbVVVamama1111+=36若已知每個被吸附

22、若已知每個被吸附分子的截面積分子的截面積am,則可計算則可計算吸附劑的比表面吸附劑的比表面:V0是是1mol氣體在標準狀況氣體在標準狀況(0,101.325kPa)下的體積下的體積37蘭格謬爾等溫式可較好地解釋典型的蘭格謬爾等溫式可較好地解釋典型的吸附等溫線的特征吸附等溫線的特征:Vap當壓力很低或吸附較弱時當壓力很低或吸附較弱時,bp1,得得V a V am,呈呈水平段水平段.在中壓或中強吸附時在中壓或中強吸附時,吸吸附等溫線呈曲線附等溫線呈曲線.38幾種類型的吸附等溫線幾種類型的吸附等溫線(a)(b)(c)(d)(e)pN2在活性炭上的在活性炭上的吸附吸附(195)N2在硅膠上的在硅膠上的

23、吸附吸附(195)Br2在硅膠上的在硅膠上的吸附吸附(79)苯在氧化鐵凝膠苯在氧化鐵凝膠上的吸附上的吸附(50)水氣在活性碳上水氣在活性碳上的吸附的吸附(100)產(chǎn)生偏差的原因是蘭格謬爾理論的前產(chǎn)生偏差的原因是蘭格謬爾理論的前3個假設并個假設并不符合實際情況不符合實際情況.但但但但該理論的基本模型為吸附理論的該理論的基本模型為吸附理論的發(fā)展起了奠基的作用發(fā)展起了奠基的作用.3940414243444546474849BET公式由由Brunauer-Emmett-Teller三人提出的多分子三人提出的多分子層吸附公式簡稱層吸附公式簡稱BET公式公式。他們接受了他們接受了LangmuirLangm

24、uir理論中關于固體表面是均勻的觀理論中關于固體表面是均勻的觀點，但他們認為吸附是多分子層的。當然第一層吸附與第二點，但他們認為吸附是多分子層的。當然第一層吸附與第二層吸附不同，因為相互作用的對象不同，因而吸附熱也不同，層吸附不同，因為相互作用的對象不同，因而吸附熱也不同，第二層及以后各層的吸附熱接近與凝聚熱。第二層及以后各層的吸附熱接近與凝聚熱。50吸附熱定義：在吸附過程中的熱效應稱為吸附熱。吸附熱定義：在吸附過程中的熱效應稱為吸附熱。物理吸附過程的熱效應相當于氣體凝聚熱，很小；物理吸附過程的熱效應相當于氣體凝聚熱，很??；化學吸附過程的熱效應相當于化學鍵能，比較大?；瘜W吸附過程的熱效應相當于

25、化學鍵能，比較大。吸附是放熱過程，但是習慣把吸附熱都取成正值。吸附是放熱過程，但是習慣把吸附熱都取成正值。固體在等溫、等壓下吸附氣體是一個自發(fā)過程，固體在等溫、等壓下吸附氣體是一個自發(fā)過程，G0，氣體從三維運動變成吸附態(tài)的二維運動，熵氣體從三維運動變成吸附態(tài)的二維運動，熵減少，減少，S0，H=G+TS，H0。5.吸附熱力學吸附熱力學51實驗測定實驗測定熱力學計算熱力學計算摩爾吸附焓摩爾吸附焓物理吸附物理吸附 G0；氣體吸附，自由度氣體吸附，自由度減少，減少，S0；H0鋪展鋪展?jié)櫇駶櫇窆腆w表面上的氣體被液體取代的過程固體表面上的氣體被液體取代的過程slsl59三種潤濕的比較三種潤濕的比較n對對單

26、位面積單位面積的潤濕過程：的潤濕過程：沾濕沾濕浸濕浸濕鋪展鋪展過程進行程度依次加難過程進行程度依次加難600，1800，900，0對潤濕的判斷對潤濕的判斷 90,不潤濕不潤濕 =0或不存在，完全潤濕或不存在，完全潤濕 =180，完全不潤濕，完全不潤濕利用接觸角利用接觸角判斷潤濕判斷潤濕對鋪展過程的判斷：對鋪展過程的判斷：S 0鋪展鋪展613.固體自溶液中的吸附固體自溶液中的吸附n吸附量吸附量 自稀溶液中的吸附自稀溶液中的吸附一般為一般為I型等溫線，可用型等溫線，可用Langmuir公式描述：公式描述：亦可用弗羅因德利希吸附經(jīng)驗式：亦可用弗羅因德利希吸附經(jīng)驗式：b：吸附系數(shù)，與溶劑、溶質(zhì)的性質(zhì)有

27、關；吸附系數(shù)，與溶劑、溶質(zhì)的性質(zhì)有關；：單分子層飽和吸附量；單分子層飽和吸附量；62吸吸附附等等溫溫線線一一般般為為倒倒U型型或或S型型，為為固固-氣氣吸附類型中沒有的。吸附類型中沒有的。自濃溶液中的吸附自濃溶液中的吸附*吸附劑孔徑吸附劑孔徑吸附質(zhì)分子的大小吸附質(zhì)分子的大小溫度溫度吸附劑吸附劑-吸附質(zhì)吸附質(zhì)-溶劑極性溶劑極性吸附劑的表面化學性質(zhì)吸附劑的表面化學性質(zhì)稀溶液中影響吸附的因素稀溶液中影響吸附的因素6310.5 溶液表面溶液表面n1.溶液表面的吸附溶液表面的吸附 c、稱為表面活性物質(zhì)稱為表面活性物質(zhì)稱為表面活性劑稱為表面活性劑該類物質(zhì)自動遠離該類物質(zhì)自動遠離表面以降低界面張表面以降低界

28、面張力，產(chǎn)生負吸附力，產(chǎn)生負吸附該類物質(zhì)自動在表該類物質(zhì)自動在表面富集以降低界面面富集以降低界面張力，產(chǎn)生正吸附張力，產(chǎn)生正吸附642.吉布斯吸附等溫式吉布斯吸附等溫式n表面過剩：單位面積的表面層中，溶表面過剩：單位面積的表面層中，溶質(zhì)的物質(zhì)的量與等量溶劑在溶液本體質(zhì)的物質(zhì)的量與等量溶劑在溶液本體中所含溶質(zhì)物質(zhì)的量的差值。中所含溶質(zhì)物質(zhì)的量的差值。當當T一定時，一定時，d /dc 的正負決定了吸附類型：的正負決定了吸附類型：d /dc0，0，負吸附，表面惰性物質(zhì)負吸附，表面惰性物質(zhì)d /dc0，0，正吸附，表面活性物質(zhì)正吸附，表面活性物質(zhì)d /dc=0，=0，不發(fā)生吸附不發(fā)生吸附653.表面活

29、性物質(zhì)表面活性物質(zhì)n表面活性物質(zhì)的表面活性物質(zhì)的 c曲線及吸附方程曲線及吸附方程Oc計算表面活性物質(zhì)橫截面積計算表面活性物質(zhì)橫截面積測測 c c am(Gibbs公式公式)(Langmuir公式公式)664.表面活性劑的結構、分類、性質(zhì)和用表面活性劑的結構、分類、性質(zhì)和用途途結構結構：親油的長鏈非極性尾親油的長鏈非極性尾+親水的極性頭親水的極性頭分類分類離子型離子型非離子型非離子型陰離子型：如肥皂陰離子型：如肥皂RCOONa陽離子型：胺鹽陽離子型：胺鹽兩性型：氨基酸型兩性型：氨基酸型R-+R+-R+-聚乙二醇類、聚氧乙烯醚、聚乙二醇類、聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酯等聚氧乙烯酯等67性質(zhì)性質(zhì)表面活性劑

30、在吸附層的定向排列和吸附量表面活性劑在吸附層的定向排列和吸附量(a)極極稀稀溶溶液液(b)中中等等濃濃度度(c)吸吸附附趨趨于于飽飽和和表面活性劑的兩個重要參數(shù)：表面活性劑的兩個重要參數(shù)：CMC和和HLB68膠束及臨界膠束濃度膠束及臨界膠束濃度增溶作用增溶作用去污能力去污能力表面張力表面張力滲透壓滲透壓摩爾電導率摩爾電導率CMC性質(zhì)性質(zhì)c臨界膠束濃度臨界膠束濃度：溶液本體中形成膠束所需表面溶液本體中形成膠束所需表面活性劑的最低濃度活性劑的最低濃度,記為記為CMC，CMC一般是一個范圍。一般是一個范圍。膠束膠束69表面活性劑的作用表面活性劑的作用潤濕、去污、助磨、乳化、破乳（消泡）潤濕、去污、助

31、磨、乳化、破乳（消泡）例例:去污作用去污作用水水(w)油油(o)固固(s)(a)洗滌前洗滌前 油油(o)水水(w)固固(s)(b)洗滌時洗滌時70HLB值值n描述表面活性劑親水性大小，指導表面活描述表面活性劑親水性大小，指導表面活性劑的選擇。性劑的選擇。HLB應用應用46W/O型型乳化劑乳化劑810潤濕劑潤濕劑1214洗滌劑，洗滌劑，O/W型乳化劑型乳化劑1618增溶劑，增溶劑，O/W型乳化劑型乳化劑71本本章基本要求章基本要求n理解表面張力、表面吉布斯函數(shù)的概念；理解表面張力、表面吉布斯函數(shù)的概念；n理解彎曲液面的附加壓力和理解彎曲液面的附加壓力和Laplace方程、方程、Kelvin 公式及其應用、亞穩(wěn)態(tài)；公式及其應用、亞穩(wěn)態(tài)；n掌握掌握Langmuir單分子層吸附模型及吸附等溫方程；單分子層吸附模型及吸附等溫方程；n理解潤濕、接觸角、理解潤濕、接觸角、Young方程、鋪展及鋪展系方程、鋪展及鋪展系數(shù)；數(shù)；n理解理解Gibbs吸附等溫式；表面活性物質(zhì)及其應用。吸附等溫式；表面活性物質(zhì)及其應用。