表面活性剂在固液界面的吸附作用PPT课件

活性剂叫做吸附质，固体叫做吸附剂。 ➢ 注意: 吸附只发生在相界面上，被吸附的物质并
不进入到固体内部，否则就称为吸收。如镍-氢电 池中储氢材料对氢气的吸收等,而非简单的吸附。 ➢ 物理吸附: 吸附剂与吸附质之间以范德华力相互 作用而发生的吸附。
化学吸附: 吸附剂与吸附质之间发生化学反应,生 成化学键的吸附。
位错和熔结点等，放大看，都是不平坦的粗糙表面。
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4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
➢ 4.1.1 固体表面特点 ➢ 2. 低表面能固体和高表面能固体 ➢ 高表面能固体： ➢ 人为规定表面能大于100mJ/m2的固体。主要为无机固
体和金属。 ➢ 低表面能固体： ➢ 表面能小于100mJ/m2的固体，主要指聚合物和固态有
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4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
➢ 4.1.1 固体表面特点 ➢ 1. 固体的表面能 ➢ 固体可能存在各向异性，形成不同单位晶面 (或解理面)
做的功可不相等。 ➢ ②固体原子的流动性极小，形成新固体表面时表面上的原
子仍处于原体相中的位置，是热力学不平衡态。 ➢ ③固体表面区域内，在不改变原子数目的条件下，通过压
➢ 4.1.1 固体表面特点 ➢ 3. 固体表面的电性质 ➢ 电势决定离子：使固体表面带电的特定离子。 ➢ 等电点(IEP)：电动电势为零时，电势决定离子浓度的负
对数称为等电点。 ➢ 电势决定离子为H+和OH-时，pH＞IEP时，表面带负电，
pH＜ IEP时，表面带正电。
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4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
缩和伸长原子间距离可以改变固体表面积的大小。显然， 此时表面能不是将内部原子拉到表面做的可逆功。 ➢ ④固体表面的不规则性、不完整性和不均匀性使得在不同 区域、不同位置的表面原子微环境有差异，受到周围原子 的作用力也不同，故使表面能不同。
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4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
➢ 4.1.1 固体表面特点 ➢ 1. 固体的表面能 ➢ 固体表面通常不是理想的晶面，而是有台阶、裂隙、沟槽、
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概述
物理化学P369 5
4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
➢ 4.1.1 固体表面特点 ➢ 1. 固体的表面能 ➢ 液体的表面张力和表面自由能是从力学和热力学
角度出发对同一种表面现象的两种说法，应用相 应单位时它们在数值上也相等。 ➢ 固体与液体不同，虽仍可定义形成单位固体新表 面外力做的可逆功为固体的表面自由能（常简称 表面能），但不可笼统地将固体表面能与表面张 力等同起来。 ➢ 固体的表面能具有平均值的意义。
面而使表面带电。如AgCl易吸附Ag+或Cl-。
面特点 ➢ 3. 固体表面的电性质 ➢ (3)晶格取代 ➢ 固体晶格中某一离子被另一不同价数的离子取代
而使其带电，如Si4+被Al3+或Mg2+、Ca2+取代。
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4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
➢ 固体界面发生吸附现象，根本的原因是因为界面能有自动 减小的本能。
➢ 当纯液体与固体表面接触时，由于固体表面分子(或原子、 离子)对液体分子作用力大于液体分子间的作用力，液体 分子将向固液界面富集，同时降低固液界面能。
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概述
➢ 与气液界面和液液界吸附不同，测定固液界面张 力(实际应为固体表面能)非常困难，没有进行基 于界面张力的吸附理论研究。
➢ 4.1.1 固体表面特点 ➢ 4. 固体表面自由焓的计算 ➢ (1)应变速率法 ➢ (2)溶解热法 ➢ (3)外推法 ➢ (4)估算法
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4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
➢ 4.1.2 稀溶液吸附 ➢ 1. 吸附等温线 ➢ (1)相关定义 ➢ 在一定温度时吸附量与浓度之间的平衡关系曲线
就是吸附等温线。 ➢ 吸附量是单位量吸附剂吸附的吸附物的量。 ➢ 通常，吸附物的量以g或mol单位，吸附剂的量
使其带负电 ➢ 活性炭表面的一些含氧基团在水中也可电离，在
中性介质中通常带负电
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4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
➢ 4.1.1 固体表面特点 ➢ 3. 固体表面的电性质 ➢ (2)选择性吸附 ➢ 有些固体优先自水吸附H+或OH-而使其带正电或
负电。 ➢ 不溶性盐总是优先组成不溶物离子吸附于固体表
➢ 固体与界面活性剂相接触时，根据固体与界面活 性剂间的相互作用进行着各样类型的吸附，大致 分为物理吸附和化学吸附。
➢ 固液界面的吸附多以吸附等温线为基础进行研究。 ➢ 固液界面吸附量测量容易。测定由于吸附而引起
的溶液浓度的变化即可以在一定温度下测定吸附 量。
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概述
➢ 吸附剂: 具有吸附能力的固体物质。 ➢ 吸附质: 被吸附的物质。 ➢ 在研究表面活件剂在固液界面吸附时通常把表面
石蜡
25.5
聚乙烯
35.5
固体
表面能 /(mJ/m2)
聚对苯二甲 43 酸乙酯
石英
325
氧化锡
440
铂
1840
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4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
➢ 4.1.1 固体表面特点 ➢ 3. 固体表面的电性质 ➢ 固体与液体接触后可因多种原因而使固体表面带
有某种电荷，原因如下： ➢ (1)电离作用 ➢ 硅胶在弱酸性和碱性电解质中，表面硅酸电离而
则以g或m2表面积来表示。 ➢ 随着所用单位的不问，吸附量可以表示为
mol/m2，mol/cm2，g/g，mol/g等。 16
4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
➢ 4.1.2 稀溶液吸附 ➢ 1. 吸附等温线 ➢ (2)类型 ➢ Giles(非Gibbs)总结了大量稀溶液吸附的结果，
机物。 ➢ 固体表面能至今没有精确、通用的测定方法，现报道的一
些方法都是相对子一定条件和体系所选择的，对同一固体 用不同方法所得结果可相差很大。
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4.1 固体自稀溶液中吸附的特点
➢ 4.1.1 固体表面特点 ➢ 2. 低表面能固体和高表面能固体
固体
表面能 /(mJ/m2)
聚六氟丙烯 18
聚四氟乙烯 19.5
第4章 表面活性剂在固液界面 的吸附作用
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概述
➢ 表面活性剂在固液界面上的吸附应用十分广泛，如纺织、 印染、食品、皮革、造纸、农药、医药、石油、采矿、金 属加工、感光材料、肥料、饲料等 工业部门及日常生活 中都有重要应用。
➢ 在这些实际应用中主要是利用表面活性剂分子的两亲性 特点，在固液界面形成有一定取向和结构吸附层，以改变 固体表面的润湿性质、分散性质等。