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1、表面活性剂与泡沫第1页，此课件共22页哦网上内容网上内容为什么倒啤酒时会有许多泡沫?可乐的泡沫会很快消失,而啤酒泡沫能够持续很长一段时间?答:因为啤酒中有很多二氧化碳。倒啤酒时,二氧化碳会冲出来。液体形成泡沫时，其表面积增大。通常表面张力小的更易起泡，但泡的稳定性与液体的表面大小无关。形成的气泡，由于重力的作用，气光液膜中的液体自动地向下流动，在液膜排液过程中流下的流体分子较底部的液体分子有较大的自由能，所以气泡不断地排液使膜壁变薄而破裂，从而导致泡沫消失。当液体膜表面上吸附有表面流行性剂分子时，由于表面活性剂分子膜阻碍液体流动，从而使泡沫稳定。此外，附在泡沫膜上的表面活性剂分子对液膜起着表面
2、“修复”的作用，使泡沫具有良好的稳定性。阴离子表面活性剂对泡沫的稳定性远大于非离子表面活性剂。所以，起泡物主要为液中的阴离子表面活性剂。由于啤酒多用天然水，由于啤酒多用天然水，水中的离子含量多，啤酒液的表面张力小水中的离子含量多，啤酒液的表面张力小，起泡力大，起泡力大，起泡后不易消失。起泡后不易消失。可乐多用纯水，水中的离子含量少，可乐液的表面张力大，可乐多用纯水，水中的离子含量少，可乐液的表面张力大，起泡力小，起泡后易消失。起泡力小，起泡后易消失。第2页，此课件共22页哦主要内容主要内容一、相界面特性一、相界面特性二、泡沫特性二、泡沫特性三、表面活性剂三、表面活性剂四、表面活性剂与泡沫四、表
3、面活性剂与泡沫第3页，此课件共22页哦第一部分第一部分 相界面特性相界面特性1、胶体化学的发展、胶体化学的发展2、相界面的一些特性、相界面的一些特性3、分散体系、分散体系第4页，此课件共22页哦1、胶体化学的发展、胶体化学的发展胶体化学-研究几何尺寸处于纳米级的分子聚集体（软物质）的一系列物理化学性质的一门科学。古代：制造陶器、汉朝利用纤维造纸、后汉发明墨水、豆腐制作等等古埃及：利用木材浸水膨胀来破裂山岩1806年 拉普拉斯（Laplace）导出了弯曲液面附加压力的Laplace公式1861年 英国科学家英国科学家Thomas Graham提出胶体化学这门学科。提出胶体化学这门学科。1878年
4、 Gibbs提出吉布斯吸附模型和吸附公式 1907年 第一本胶体化学专门刊物胶体化学和工业杂志创刊 1932年 美国科学家Langmuir在界面科学领域获诺贝尔奖 2007年 又一次诺贝尔化学奖得主：德国“表面化学”科学家格哈德埃特尔 是一门古老而又年轻的学科是一门古老而又年轻的学科表面活性剂聚集体（胶体、乳液、微乳液、囊泡、液晶、泡沫等）是胶体化学的基础及主要内容第5页，此课件共22页哦 21世纪为胶体化学与表面活性剂提供了最优异的发展机遇世纪为胶体化学与表面活性剂提供了最优异的发展机遇纳米空间物理学化学生物学材料科学天体光子、电子、核原子、分子、超分子、软物质个体、器官、组织、细胞普通材料
5、 纳米元器件 （冰箱、洗衣机）第6页，此课件共22页哦表面活性剂聚集体纳米尺寸表面活性剂聚集体纳米尺寸第7页，此课件共22页哦发展趋势胶体化学与表面活性剂紧密联系在一起进入了人类社会的所有生产和生活领域上帝创造物质，魔鬼制造了表面！第8页，此课件共22页哦需要解决的问题：需要解决的问题：相容性相容性协同效应协同效应有效期有效期（需要物理、化学、生（需要物理、化学、生物理论的综合应用）物理论的综合应用）复合功能复合功能饮料饮料亚麻酸亚麻酸共轭亚油酸共轭亚油酸胡萝卜素胡萝卜素维生素维生素表表面面活活性性剂剂微量元素微量元素活性钙活性钙纳米态液体功纳米态液体功能食品能食品胶体在功能食品食品中的应用例
6、胶体在功能食品食品中的应用例第9页，此课件共22页哦 两个性质不同的相的接触面称为界面。物质有三态，不同的组合计有6种界面如g/l,l/l,g/s,s/s,l/g 等。界面是体系不均匀性的结果。一般指两相接触的约几个分子厚度的过渡区。（1）基本概念）基本概念2、相界面的一些特性、相界面的一些特性1）表面和界面）表面和界面(surface and interface)第10页，此课件共22页哦2 2）比表面（）比表面（specific surface areaspecific surface area）单位质量（或单位体积）的固体（或液体）所具有的表面积。是描述物质分散程度的物理量。将边长为1m
7、m的立方体分割成1nm的小立方体时，比表面要增长了一千万倍！可见达到nm级的超细微粒具有巨大的比表面积，因而具有许多独特的表面效应，成为新材料和多相催化方面的研究热点。第11页，此课件共22页哦3）表面功、表面自由能与表面张力）表面功、表面自由能与表面张力界面现象的本质受力不均衡界面现象的本质受力不均衡 (f1离子键离子键极性共价键极性共价键非极性共价键非极性共价键表面张力的本质：分子间力表面张力的本质：分子间力第16页，此课件共22页哦（2 2）、弯曲液体表面的一些性质）、弯曲液体表面的一些性质平液面剖面图剖面图液面正面图液面正面图 向下的大气压力为向下的大气压力为Po，向上的反作用力也为向
8、上的反作用力也为Po 附加压力附加压力Ps：Ps=Po-Po=01）附加压力）附加压力第17页，此课件共22页哦凸液面凸液面剖剖面面图图附加压力示意图附加压力示意图产生一个指向液体内部的产生一个指向液体内部的附加压力附加压力Ps。凸面上受的凸面上受的总压力为：总压力为：Po+Ps凹液面凹液面会产生一个指向气体的附加压力会产生一个指向气体的附加压力。凹面上凹面上向下的总压力为：向下的总压力为：Po-Ps.所以凹面上所以凹面上所受的压力比平面上小。所受的压力比平面上小。剖面图附加压力示意图第18页，此课件共22页哦2）Laplace公式公式球形液面球形液面凸面的曲率半径取正值凸面的曲率半径取正值凹
9、面的曲率半径取负值。凹面的曲率半径取负值。（附加压力总是指向球面的球心）（附加压力总是指向球面的球心）第19页，此课件共22页哦影响附加压力的因素：影响附加压力的因素：液滴半径液滴半径表面张力表面张力(分子的结构、溶液的组成、温度、压力等）分子的结构、溶液的组成、温度、压力等）第20页，此课件共22页哦3、分散体系、分散体系分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质之中分散系统：一种或几种物质分散在另一种物质之中,所所 构成的系统；构成的系统；分散相：被分散的物质；分散相：被分散的物质；分散介质：另一种连续分布的物质；分散介质：另一种连续分布的物质；粗分散系统粗分散系统(d 103 nm)真溶液真溶液(d 1nm)对照：氢原子半径对照：氢原子半径 0.05 nm胶体系统（胶体系统（1 nm d 103 nm)分分散散系系统统第21页，此课件共22页哦乳液乳液气泡（泡沫）气泡（泡沫）囊泡（脂质体）囊泡（脂质体）粗分散系统，粗分散系统，（热力学不稳（热力学不稳定体系）定体系）液晶液晶稀泡沫（泡沫乳液）泡稀泡沫（泡沫乳液）泡沫与小球状均匀分散在高粘沫与小球状均匀分散在高粘度液体中（厚皮泡沫，湿泡度液体中（厚皮泡沫，湿泡沫）沫）浓泡沫气泡上升到液面形浓泡沫气泡上升到液面形成的气泡聚集体。成的气泡聚集体。第22页，此课件共22页哦