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4. 表面活性物质在吸附层的定向排列

4. 表面活性物质在吸附层的定向排列. §13.6 液 — 固界面 ---- 润湿作用. 润湿 : 指固体表面上的气体 ( 或液体 ) 被液 体 ( 或另一种液体 ) 取代的现象。 热力学定义：固体与液体接触后系统的吉布斯自由能降低（即 Δ G < 0 ）。 润湿的类型有三种： 沾附润湿（ a ， w ） 浸渍润湿（ d ， w ） 铺展润湿（ s ， w ）. 粘湿过程. 浸湿过程. 铺展过程 (spreading).

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  1. 4. 表面活性物质在吸附层的定向排列

  2. §13.6 液—固界面----润湿作用 润湿: 指固体表面上的气体(或液体)被液 体(或另一种液体)取代的现象。 热力学定义：固体与液体接触后系统的吉布斯自由能降低（即ΔG < 0）。 润湿的类型有三种： • 沾附润湿（a，w） • 浸渍润湿（d，w） • 铺展润湿（s，w）

  3. 粘湿过程

  4. 浸湿过程

  5. 铺展过程(spreading)

  6. 等温、等压条件下，单位面积的液固界面取代了单位面积的气固界面并产生了单位面积的气液界面，这过程表面自由能变化值的负值称为铺展系数，用S表示。若S≥0，说明液体可以在固体表面自动铺展。等温、等压条件下，单位面积的液固界面取代了单位面积的气固界面并产生了单位面积的气液界面，这过程表面自由能变化值的负值称为铺展系数，用S表示。若S≥0，说明液体可以在固体表面自动铺展。

  7. 2. 接触角与润湿方程

  8. (润湿角) 接触角: 由接触点O沿液—气面作的切线OP与 固—液界面ON之间的夹角θ。

  9. 当液体对固体润湿达到平衡时：有 γ(s/g)=γ(s/l)＋γ(l/g) COSθ 杨方程 ΔGa,w = γ(s/l)(COSθ－1) ΔGd,w =γ(s/l)COSθ S =γ(l/g )(COSθ－1) 当 θ < 90 º , 润湿, θ > 90 º , 不润湿,

  10. §13.7 表面活性剂及其作用 1.SAA的结构特征: 有一个疏水基(尾) 和一个亲水基(头).

  11. （2）表面活性剂的分类 阴离子SAA 离子型SAA 阳离子SAA SAA 两性SAA 非离子型SAA SAA的主要应用： 润湿作用、分散作用，增溶作用、发泡作用、消泡作用、洗涤作用。

  12. 0 20 40 HLB • HLB : 即亲水亲油平衡(Hydrophilc and Lipophile Balance) • HLB 值的定义: • 石腊的HLB=0, • 油酸的HLB=1, • 油酸钾的HLB=20, • 十二烷基苯硫酸钠HLB=40 • 计算公式:

  13. 缔合胶体(胶束) 临界胶束浓度: SAA分子开始形成缔合胶体的最低浓度。用CMC表示。

  14. 润湿作用: 防水布 (不润湿) 表面改性 喷洒农药 ( 润湿、铺展 ) 分散作用（防聚集）: 粉末加工，纳米材料 增溶作用: 增加非极性物质(有机物)在极性物质 (水)中的相互溶解度； 发泡作用: 泡沫选矿、泡沫灭火. 消泡作用: 煮糖、味精生产，等 洗涤作用: （增溶作用） 尖端材料的膜：单分子膜，自组装膜，分子识别膜，生物芯片，生物传感器。

  15. §13.8 固体表面的吸附 1、固体表面的不均匀性 固体表面不是理想的晶面，存在种缺陷。固体表面的不均匀性导致固体表面处于不平衡的环境之中，表面有过剩自由能，具有吸附外界分子的倾向。

  16. 2. 吸附等温线 (1) 气体的吸附量 Γ： 在一定T，P下气体在固体表面达到吸附平衡（吸附的速率等于脱附速率）时，单位质量的固体所吸附的气体的体积。 吸附量 q = V / m 式中：V 吸附质的体积， m 吸附剂的质量。 (2) 吸附等温线 吸附定温曲线：定 T 时， q ~ P 的曲线。 吸附定压曲线：定 P 时， q ~ T 的曲线。 吸附定量曲线：定 q 时， q ~ T 的曲线。

  17. 4. 兰缪尔单分子层吸附定温式 兰缪尔（Langmuir）基本假设： ① 固体表面对气体的吸附是单分子层的。 ② 固体表面是均匀的。 ③ 被吸附分子间无相互作用力； ④ 吸附是动态平衡的 表面覆盖度θ：

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