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1、2023/3/301常见的界面有：常见的界面有：(1)(1)气气-液液界面，界面，(2)(2)气气-固固界面，界面，(3)(3)液液-液液界面，界面，(4)(4)液液-固固界面，界面，(5)(5)固固-固固界面。界面。第1页/共21页2023/3/3022.1 表面张力第2页/共21页2023/3/303 由于表面层分子的受力情况与本体中不同，因此如果要把分子从内部移到界面，或可逆的增加表面积，就必须克服系统内部分子之间的作用力，对系统做功。第3页/共21页42023/3/30（a）（b）第4页/共21页52023/3/30如果在活动边框上挂一重物，使重物质量W2与边框质量W1所产生的重力F（
2、F=（W1+W2）g）与总的表面张力大小相等方向相反，则金属丝不再滑动。这时 l是滑动边的长度，因膜有两个面，所以边界总长度为2l，就是作用于单位边界上的表面张力。表面张力 的单位是N/m。第5页/共21页2023/3/306表面张力的测试方法1.滴重法W=2Rf=W/2Rf第6页/共21页2023/3/3072.毛细管法 r 毛细管半径 g 重力加速度 h 液柱高 接触角第7页/共21页2023/3/3083.环法图2.9 环法表面张力测定原理示意图第8页/共21页2023/3/309 5.最大汽泡压力法第9页/共21页2023/3/3010优点：该方法与接触角无关，也不需要液体密度数据，测
3、定迅速，被广泛使用。第10页/共21页2023/3/30112.2 表面活性剂的表面活性临界胶束浓度 CMC Critical Micelle Concentration表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。第11页/共21页2023/3/3012 具有
4、第三类曲线的物质才叫表面活性剂。浓度123 溶液的表面张力随浓度的变化第12页/共21页2023/3/3013 cmc第13页/共21页2023/3/3014 这时溶液性质与理这时溶液性质与理想性质发生偏离，在想性质发生偏离，在表面张力对浓度绘制表面张力对浓度绘制的曲线上会出现转折。的曲线上会出现转折。继续增加活性剂浓度，继续增加活性剂浓度，表面张力不再降低，表面张力不再降低，而体相中的胶束不断而体相中的胶束不断增多、增大。增多、增大。第14页/共21页2023/3/3015 3.表面活性剂的溶(解)度特性 表面活性剂水溶液不仅具有独特的表面性质，表面活性剂水溶液不仅具有独特的表面性质，而且具
5、有特殊的溶液性质。这表现在它的溶度特性、而且具有特殊的溶液性质。这表现在它的溶度特性、各种物理化学性质随溶液浓度变化的特性，以及一定各种物理化学性质随溶液浓度变化的特性，以及一定浓度以上的稀溶液能够溶解油的特性。浓度以上的稀溶液能够溶解油的特性。第15页/共21页2023/3/3016离子型离子型表面活性剂的溶度在温度升到一定值时会陡然表面活性剂的溶度在温度升到一定值时会陡然上升，这个温度叫做该表面活性剂上升，这个温度叫做该表面活性剂克拉夫特克拉夫特(Krafft(Krafft)点。图点。图2.172.17是这种溶度与温度关系的实例。表是这种溶度与温度关系的实例。表2.32.3列列出一些离子表
6、面活性剂的出一些离子表面活性剂的KrafftKrafft点的数值。点的数值。非离子型非离子型表面活性剂水溶液的溶度则往往随温度上升表面活性剂水溶液的溶度则往往随温度上升而降低，在升至一定温度时出现浑浊，经放置或离心而降低，在升至一定温度时出现浑浊，经放置或离心可得到两个液相，该温度称为表面活性剂的可得到两个液相，该温度称为表面活性剂的浊点浊点(cloud point)(cloud point)。表。表2.42.4列出几种典型的非离子表面活列出几种典型的非离子表面活性剂的浊点。性剂的浊点。第16页/共21页2023/3/3017 4.表面活性剂的溶油特性 烃类一般不溶于水，也不溶于浓度很稀的表面
7、活性剂烃类一般不溶于水，也不溶于浓度很稀的表面活性剂溶液。但当表面活性剂浓度超过溶液。但当表面活性剂浓度超过cmccmc后则使烃类溶度剧增，后则使烃类溶度剧增，这就是表面活性剂对不溶物的加溶作用这就是表面活性剂对不溶物的加溶作用(增溶作用增溶作用)。这种溶解现象既不同于在混合溶剂中的溶解，也不同于这种溶解现象既不同于在混合溶剂中的溶解，也不同于乳化作用。前者是使用大量可以与水混溶的有机溶剂与水乳化作用。前者是使用大量可以与水混溶的有机溶剂与水形成混合溶剂，而改变了溶剂的性质，使原来不溶于水的形成混合溶剂，而改变了溶剂的性质，使原来不溶于水的有机物在混合溶剂中溶解。如豆油在苯有机物在混合溶剂中溶
8、解。如豆油在苯-乙醇混合溶剂中乙醇混合溶剂中的溶解。此溶解能力一般随有机溶剂加入量增加而逐步增的溶解。此溶解能力一般随有机溶剂加入量增加而逐步增加，不存在一个突变点。加，不存在一个突变点。第17页/共21页2023/3/3018 乳化作用：两种不相溶的液体乳化作用：两种不相溶的液体(油和水油和水)中的一种，以中的一种，以非常小的粒子均匀地分散到另外一种液体中形成乳状液的非常小的粒子均匀地分散到另外一种液体中形成乳状液的过程。过程。加溶加溶(增溶增溶)作用：当表面活性剂浓度超过某个浓度后，作用：当表面活性剂浓度超过某个浓度后，使得原来微溶的烷烃的溶解度突然增大，例如图使得原来微溶的烷烃的溶解度突
9、然增大，例如图2.192.19，2-2-硝基二苯胺的溶解度存在突变点。硝基二苯胺的溶解度存在突变点。增溶作用与胶束密切相关。增溶作用与胶束密切相关。第18页/共21页2023/3/3019表面活性的表征表面活性的表征1.1.溶剂表面张力的降低溶剂表面张力的降低2.2.形成胶团的能力形成胶团的能力(胶团化能力胶团化能力)效率效率能力能力1/cmc,1/cmc,C C20 20,-lg-lgC C20 20=p=pC C2020 cmc (cmc (表面表面张张力力)cmccmccmccmc越小，越容易形成胶团越小，越容易形成胶团(表面表面压压力力)cmccmc第19页/共21页2023/3/30
10、20表面活性剂的基本功能表面活性剂的基本功能1.1.吸附吸附：在：在表面表面(或界面或界面)上吸附，上吸附，降低了表面张力降低了表面张力，改变了，改变了体系的表面化学性质，使表面活性剂具有乳化、起泡和消体系的表面化学性质，使表面活性剂具有乳化、起泡和消泡、分散和絮凝、润湿、渗透、铺展、润滑、抗静电及杀泡、分散和絮凝、润湿、渗透、铺展、润滑、抗静电及杀菌等功能。菌等功能。2.2.自聚自聚：在：在溶液内部聚集溶液内部聚集，形成了多种形式的，形成了多种形式的分子有序组合分子有序组合体体如胶团、囊泡、液晶等，表现出来多种功能，其中最基如胶团、囊泡、液晶等，表现出来多种功能，其中最基本的是增溶作用，基于增溶作用，衍生出胶团催化、微乳本的是增溶作用，基于增溶作用，衍生出胶团催化、微乳状液、间隔化反应介质、微反应器和药物载体等功能。状液、间隔化反应介质、微反应器和药物载体等功能。第20页/共21页2023/3/3021感谢您的观看。第21页/共21页