1
第十二章
界面现象和胶体分散系统
2
界 面 现 象
界面：密切接触的两相之间的过渡区
（约几个分子的厚度）
气 — 液 气 — 固 液 — 液 液 — 固 固 — 固
界面称为表面
界面现象所讨论的是在相的界面上发生的一些行为
? 水滴会自动呈球状
? 固体表面易自动吸附气体物质
? 微小的晶体易溶解
? 微小的液滴易蒸发
3
界面现象产生的原因 —— 表面分子与体系中的分子
（体相分子）所处的环境不同
体相分子，四周所受的作用力相同，受力均匀
界面分子，两面所受作用力不同，因此处在界面层的
物质的物理和化学性质与任一体相中的都不同。此前
讨论一个相的性质时没有区分过，是把界面相和体相
看作是等同的。
通常体系，表面分子数与体相分子数相比微不足道，可
忽略界面性质的影响。
对于细粉末，多孔物质，胶体等，其表面分子数量大，
需要考虑界面的特殊性质。
4
§ 12.1 表面张力和表面自由能
1,表面张力
把图中的液膜中间刺破，则丝线的
环立即变圆了，把丝线拉圆了表示
四周的液膜，或者说存在一种使表
面积收缩的力。
5
F
这种引起膜收缩的力叫做 表面张力 ? l
lF 2?? ?
?1m.N ?? 单位,
膜有正反两个表面
6
l
dx
2,表面自由能
xFW dδ ??
F 这个功是使表面积增大，称为表面功
'δd WG ??等温等压可逆过程
表面自由能
A
W
d
δ??
AxlW dd2δ ????? ??
表面自由能 改变单位表面积时体系自由能
的变化值
? 单位,2m.J ?
7
§ 12.2 纯液体的表面现象
1,液体对固体的润湿作用
润湿现象
润湿程度影响因素
液固种类,
温度,
加入润湿剂,
① 液体能附在固体上，称为“润湿”。
② 液 — 固两相接触后，系统的表面自由能降低，即为“润湿”
。 ③ 自由能降低多少即表示润湿程度的大小。
液 — 固界面现象
8
如何衡量液体对固体的润湿程度？
θ θ
气
液 固液 ??
液气 ??
固气 ??
??90? ??90?
? ? 液气固液固气 ??? ?? ???? /c os
液－固界面间的接触角 θ
O O
固气 ??
液气 ??
固液 ??
润湿 不润湿
???? c o s液气固液固气 ??? ??
液气固液固气 ??? ??? ???0 θ< 90° 固体能为液体所润湿，固体称为亲液固体
θ> 90° 固体不为液体所润湿，固体称为憎液固体 固液固气 ?? ???
9
2,弯曲表面下的附加压力
10
Rp ?2??
0ppp ???
R
p
p?
?
R
：吸附压力（毛细压力）
：表面张力
：曲率半径
吸附压力（ △ p） 与液面 曲率半径（ R
）
11
凸形液面，曲率半径 R为正值，
附加压力方向指向液体内部。
凹形液面，曲率半径 R为负值，
附加压力方向指向气体。
00 ppp ???
00 ppp ???
毛细管液柱高度 （ h）
h h
H2O Hg
毛细管插入水中，凹面上的总
压,管外液体被压入管
内，使水在毛细管内上升一定
的高度，直到由液体产生的静
压力与 平衡为止,
0pp ?
p?
12
θ
θ
h
r
R
ghRp ??? ?? /2
grh ??? /c o s2 ??
?c os/rR ?
曲率半径；
毛细管的半径；
）；重力加速度（
）；液柱上升的高度（
）；液体的密度（
?
?
??
?
??
?
?
R
r
kgNg
mh
mkg
1
3
80.9
?
能润湿毛细管壁的液体的液面呈凸性 ??90?
不能润湿毛细管壁的液体的液面呈凹性 ??90?
液面下降的深度为 h
13
3,表面曲率对液体蒸汽压的影响
T
t
实验现象,
微小液滴的蒸气压力大于大液滴的蒸气压力，使微小液滴的水蒸
发成蒸气而凝结在大液滴上。
实验结论,
物质的饱和蒸气压（ p* ）除与温度（ T ）有关，还与物质的分
散度（微粒半径 r ）有关。
? ? R T rMpp or ?? /2/ln ?（ Kelvin 公式）
14
? ? R T rMpp or ?? /2/ln ?
理想气体常数、温度；、；液体的摩尔质量、密度、
平液面蒸气压；
的液珠的蒸气压；半径为
?
?
?
?
TR
M
p
rp r
?
0
成反比rp r ~ 液珠越小，饱和蒸汽压大越大。
20℃ 时水珠半径（ r） 与 蒸气压力的关系
r /m 1× 10-6 1 × 10-7 1 × 10-8 1 × 10-9
Pr/ p0 1.001 1.011 1.114 2.95
15
? ? R T rMpp or ?? /2/ln ?
? ? oror ppppr ??? 0/ln0
? ? oror ppppr ??? 0/ln0
凸面
凹面
16
§ 12.3 气体在固体表面上的吸附
1,吸附概念
Example,充满 Br2蒸气的玻璃瓶，加入活性碳，红棕色气体
逐渐消失，说明活性碳表面吸附了 Br2蒸气。
吸附,以一种物质的原子或分子附着在另一种物质的 表面上 的
现象，或者说物质在 相界面 上，浓度自动变化的现象。
吸附剂,具有吸附作用的物质。
吸附物,被吸附的物质。
吸附的热力学原理,固体表面质点处于力场不平衡状态，表面
具有过剩的能量（表面能）。
17
吸附的热力学原理,
固体表面质点处于力场不平衡状态，表面具有 过剩的能量
（表面能）。
不平衡力场因吸附而得到某种程度的补偿，从而 降低了
表面能,故固体表面可以自动吸附那些能够降低其表面能
的物质。
气体的吸附可以看作是气体在固体表面上的凝聚过程，为
放热过程 。相反的解吸过程是 吸热过程 。
18
2,吸附类型
? 化学吸附,吸附剂表面与吸附物之间的相互作用类似于
化学键并发生表面化学反应。固体表面的原子价未完全被相
邻原子饱和，还有剩余的成键能力。化学吸附有选择性；单
分子吸附、吸附温度高。
? 物理吸附, 吸附剂与吸附物之间仅以范德华力相互作用
。 由于是分子间作用力，故物理吸附无选择性；但吸附剂
吸附物的种类不同，分子间引力大小各异，因此存在吸附量
的差异。吸附为单分子层、多分子层。
选择性吸附,某一吸附剂只对 某些 吸附物化学吸附 。
19
20
钯对 CO的吸附等压线
20
40
60
80
100
吸
附量
－ 200 － 100 0 +100 +200
A
B
1 2
1.物理吸附 2.物理吸附
21
3,吸附平衡和吸附量
气体分子
（空间）
气体分子
（被吸附在固体表面上）
吸附
解吸
吸附量 —— 单位质量的固体所吸附气体的物质的量和体积
? ?gm o lmx吸附量＝
吸附量与温度和气体的压力有关
? ?Tpfmx,?吸附量＝
? ?gmLmV吸附量＝
22
4,吸附曲线
? ?Tpfmx,?吸附量＝
? ?Tfmx ?吸附量＝p＝常数 吸附等压线
? ?pfmx ?吸附量＝ 吸附等温线 T＝常数
? ?Tfp ? 吸附等量线 常数?mx
23
吸附等压线,等压力下，不同温度下的吸附量
当压力一定时，温度越高吸附量越低，即随着温度的
增加，吸附剂的吸附能力逐渐降低。
? ?Tfmx ?吸附量＝p＝常数
钯对 CO的吸附等压线
20
40
60
80
100
吸
附量
－ 200 － 100 0 +100 +200
A
B
1 2
24
吸附等温线,等温度下，不同压力下的吸附量。
? ?pfmx ?吸附量＝T＝常数
100
150
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Ⅱ
Ⅰ
Ⅲ
吸附量
dm3.kg-1
151.5℃
80℃
30℃
0℃
－ 23℃
p/101.325 kPa
各种温度时，氨吸附在炭粒上的吸附等温线
Ⅰ,直线
Ⅱ,增加程度减小
Ⅲ,几乎不变，饱和吸附
25
典型的五种吸附等温线
吸附等温线的形状反映了吸附剂与吸附质之间
的相互作用情况
26
5,兰格缪尔单分子吸附等温式
27
覆盖度 θ 表面吸附分子所占的百分数
mVV /??
：给定压力下的吸附量V
：单分子层饱和吸附量mV
??? dk解吸速率
温度）：解吸速率常数（一定dk
? ????? 1pk a吸附速率
数到单位固体表面的分子：决定单位时间内碰撞
温度）：吸附速率常数（一定
p
k a
。剂、被吸附气体的本性的值决定于温度、吸附,da kk
1-θ 未吸附分子的固体表面所占的百分数
28
? ??? ???? 1pkk ad
? ? bp
bp
pkk
pk
ad
a
?? ?? 1?
吸附系数ba kkb /?
吸附速率 = 解吸速率
Langmuir吸附等温式
29
??? ?ΓΓ
? ?apapΓΓΓ ????? ?? 1?
平衡吸附量
Γ
?Γ
Γ
同量吸附剂所能吸附的最大物质的量（饱和吸附）量
一定量吸附剂所吸附的物质的量
?
?
Γ
Γ?
30
? ?bpΓΓΓ ?? ?? 111
? ?apapΓΓΓ ????? ?? 1?
以 对 作图，应得一直线。 Γ1 p1
直线斜率 为截距为
?Γ1bΓ ?1
物为常数对一定的吸附剂和吸附
，在一定温度下，和 bΓ ?
31
6,BET多分子吸附等温式
BET—— Brunaurer S,Emmett H,Teller E
1935年提出多分子层吸附理论
32
? ? ]11)[( ** ppcpp
cpVV m
???
?
BET公式
V—— 1kg固体表面吸附的气体体积
p—— 气体的平衡压力
Vm—— 1kg固体表面成单分子吸附层所需的气体体积
p*—— 在相同温度下该气体的液相饱和蒸汽压力
c—— 与吸附热和液化热有关的常数
33
? ? ** 11 ppcVccVppV p mm ?????
以 对 作图，应得一直线。
直线斜率 为截距为
? ?ppV p?* *pp
cV
c
m
1?
cVm
1
BET公式适应范围 35.005.0* ??
p
p
34
35
§ 12.4 溶液的表面吸附
1,溶液的表面吸附现象
?
c
A
B
C
A,无机酸, 碱, 盐
NaCl Na2SO4 KOH NH4Cl
醇类, 有机酸类, 醛类, 酮类,
醚类, 和酯类
B,极性有机物
C,8个碳原子以上的有机酸盐, 有机胺盐, 磺酸盐, 苯
磺酸盐
表面活性剂 一般是对于降低 水 的表面张力
36
37
2,Gibbs吸附公式
表面活性剂在溶液表面上的吸附是表面活性剂最
基本的性质之一。
2Γ
其物理意义为：单位面积的表面相所含溶质的物
质的量与在溶液体相中同物质的量溶剂所含的溶
质的量的差值。也称为表面过剩或表面浓度。
为描述这种表面吸附现象，定义吸附量
38
TcRT
cΓ ?
?
??
?
?
?
??? ?
2
00 2 ???? Γc?
00 2 ???? Γc?
则加入溶质表面张力增大，表面过剩为负值，吸
附量为负值，此时的吸附为 负吸附,溶质在表面
层的浓度小于溶液体相的浓度。
则加入溶质表面张力减小，表面过剩为正值，吸
附量为正值，此时的吸附为 正吸附,溶质在表面
层的浓度大于溶液体相的浓度。
39
3,表面活性剂的吸附结构
十二烷基硫酸钠为典型的表面活性剂。
亲油基 亲水基
憎水基
40
§ 12.5 表面活性剂及其应用
1,表面活性剂的分类
表
面
活
性
剂
阴
离
子
型
非
离
子
型
阳
离
子
型
两
性
离
子
型
41
? 阴离子表面活性剂
脂肪醇硫酸酯钠
??? NaO S OCHCHCHCH 32223 ?
溶于水
?? 32223 O S OCHCHCHCH ? ?Na
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O ＋
42
? 阳离子表面活性剂
烷基三甲基氯化铵
??? ClCHNCHCHCHCH 32223 ?
溶于水 3CH
3CH
32223 CHNCHCHCHCH ???
3CH
3CH
?Cl
H2O
H2O H2O H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
＋ ＋
＋
43
? 两性离子表面活性剂
甜菜碱型两性表面活性剂
??? C O OCHNCHCHCHCH 22223 ?
溶于水 3CH
3CH
＋
??? C O OCHNCHCHCHCH 22223 ?
3CH
3CH
＋
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
44
? 非离子表面活性剂
HO)CHO( C HCHCHCHCH n222223 ?? 溶于水
HO)CHO( C HCHCHCHCH n222223 ??
H2O
H2O
H2O H2O
H2O H2O
H2O
脂肪族高级醇聚氧乙烯加成物
45
2,表面活性剂的作用
? 润湿作用
? ? 液气固液固气 ??? ?? ???? /c os 润 湿
?
? 增溶作用
? 乳化作用
H2O 100g 苯 0.07g
浓度为 10％油酸钠 100g 苯 7g
表面活性剂能有效降低油水界面的表面自由能
胶团的形成
46
§ 12.6 分散系统的分类
m101 9???R
m101 7???R
将一种或几种物质分散在另一种物质中形成分散系统。
被分散的物质叫做 分散相。
另一种物质叫做 分散介质。
分散相粒子
m101m101 79 ?? ???? R
溶液
胶体
粗分散系统
47
48
§ 12.7 溶胶的特性
1,动力性质
胶体粒子的热运动
49
50
浓
度
梯
度
51
2,光学性质
52
53
3,电学性质
电动现象
54
55
56
胶体粒子的结构
57
58
59
60
§ 12.8 溶胶的聚沉和絮凝
1,电解质对胶体稳定性的影响
61
62
63
64
2,溶胶的相互聚沉
O]H12)[ K A l( S O 224 ?
明矾
水中悬浮体和胶体微粒带负电荷
3Al(OH) 胶体带正电荷
65
胶体聚沉时
沉淀物的结构
亲液溶胶 凝胶
憎液溶胶 粉末或絮状沉淀
蛋白质 淀粉 硅胶
无机盐类
胶体聚沉变成絮状沉淀的凝聚作用叫絮凝。能使溶
胶变成絮状沉淀的凝聚剂，叫做絮凝剂。
无机盐类（明矾）和高分子化合物。
第十二章
界面现象和胶体分散系统
2
界 面 现 象
界面：密切接触的两相之间的过渡区
（约几个分子的厚度）
气 — 液 气 — 固 液 — 液 液 — 固 固 — 固
界面称为表面
界面现象所讨论的是在相的界面上发生的一些行为
? 水滴会自动呈球状
? 固体表面易自动吸附气体物质
? 微小的晶体易溶解
? 微小的液滴易蒸发
3
界面现象产生的原因 —— 表面分子与体系中的分子
（体相分子）所处的环境不同
体相分子，四周所受的作用力相同，受力均匀
界面分子，两面所受作用力不同，因此处在界面层的
物质的物理和化学性质与任一体相中的都不同。此前
讨论一个相的性质时没有区分过，是把界面相和体相
看作是等同的。
通常体系，表面分子数与体相分子数相比微不足道，可
忽略界面性质的影响。
对于细粉末，多孔物质，胶体等，其表面分子数量大，
需要考虑界面的特殊性质。
4
§ 12.1 表面张力和表面自由能
1,表面张力
把图中的液膜中间刺破，则丝线的
环立即变圆了，把丝线拉圆了表示
四周的液膜，或者说存在一种使表
面积收缩的力。
5
F
这种引起膜收缩的力叫做 表面张力 ? l
lF 2?? ?
?1m.N ?? 单位,
膜有正反两个表面
6
l
dx
2,表面自由能
xFW dδ ??
F 这个功是使表面积增大，称为表面功
'δd WG ??等温等压可逆过程
表面自由能
A
W
d
δ??
AxlW dd2δ ????? ??
表面自由能 改变单位表面积时体系自由能
的变化值
? 单位,2m.J ?
7
§ 12.2 纯液体的表面现象
1,液体对固体的润湿作用
润湿现象
润湿程度影响因素
液固种类,
温度,
加入润湿剂,
① 液体能附在固体上，称为“润湿”。
② 液 — 固两相接触后，系统的表面自由能降低，即为“润湿”
。 ③ 自由能降低多少即表示润湿程度的大小。
液 — 固界面现象
8
如何衡量液体对固体的润湿程度？
θ θ
气
液 固液 ??
液气 ??
固气 ??
??90? ??90?
? ? 液气固液固气 ??? ?? ???? /c os
液－固界面间的接触角 θ
O O
固气 ??
液气 ??
固液 ??
润湿 不润湿
???? c o s液气固液固气 ??? ??
液气固液固气 ??? ??? ???0 θ< 90° 固体能为液体所润湿，固体称为亲液固体
θ> 90° 固体不为液体所润湿，固体称为憎液固体 固液固气 ?? ???
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2,弯曲表面下的附加压力
10
Rp ?2??
0ppp ???
R
p
p?
?
R
：吸附压力（毛细压力）
：表面张力
：曲率半径
吸附压力（ △ p） 与液面 曲率半径（ R
）
11
凸形液面，曲率半径 R为正值，
附加压力方向指向液体内部。
凹形液面，曲率半径 R为负值，
附加压力方向指向气体。
00 ppp ???
00 ppp ???
毛细管液柱高度 （ h）
h h
H2O Hg
毛细管插入水中，凹面上的总
压,管外液体被压入管
内，使水在毛细管内上升一定
的高度，直到由液体产生的静
压力与 平衡为止,
0pp ?
p?
12
θ
θ
h
r
R
ghRp ??? ?? /2
grh ??? /c o s2 ??
?c os/rR ?
曲率半径；
毛细管的半径；
）；重力加速度（
）；液柱上升的高度（
）；液体的密度（
?
?
??
?
??
?
?
R
r
kgNg
mh
mkg
1
3
80.9
?
能润湿毛细管壁的液体的液面呈凸性 ??90?
不能润湿毛细管壁的液体的液面呈凹性 ??90?
液面下降的深度为 h
13
3,表面曲率对液体蒸汽压的影响
T
t
实验现象,
微小液滴的蒸气压力大于大液滴的蒸气压力，使微小液滴的水蒸
发成蒸气而凝结在大液滴上。
实验结论,
物质的饱和蒸气压（ p* ）除与温度（ T ）有关，还与物质的分
散度（微粒半径 r ）有关。
? ? R T rMpp or ?? /2/ln ?（ Kelvin 公式）
14
? ? R T rMpp or ?? /2/ln ?
理想气体常数、温度；、；液体的摩尔质量、密度、
平液面蒸气压；
的液珠的蒸气压；半径为
?
?
?
?
TR
M
p
rp r
?
0
成反比rp r ~ 液珠越小，饱和蒸汽压大越大。
20℃ 时水珠半径（ r） 与 蒸气压力的关系
r /m 1× 10-6 1 × 10-7 1 × 10-8 1 × 10-9
Pr/ p0 1.001 1.011 1.114 2.95
15
? ? R T rMpp or ?? /2/ln ?
? ? oror ppppr ??? 0/ln0
? ? oror ppppr ??? 0/ln0
凸面
凹面
16
§ 12.3 气体在固体表面上的吸附
1,吸附概念
Example,充满 Br2蒸气的玻璃瓶，加入活性碳，红棕色气体
逐渐消失，说明活性碳表面吸附了 Br2蒸气。
吸附,以一种物质的原子或分子附着在另一种物质的 表面上 的
现象，或者说物质在 相界面 上，浓度自动变化的现象。
吸附剂,具有吸附作用的物质。
吸附物,被吸附的物质。
吸附的热力学原理,固体表面质点处于力场不平衡状态，表面
具有过剩的能量（表面能）。
17
吸附的热力学原理,
固体表面质点处于力场不平衡状态，表面具有 过剩的能量
（表面能）。
不平衡力场因吸附而得到某种程度的补偿，从而 降低了
表面能,故固体表面可以自动吸附那些能够降低其表面能
的物质。
气体的吸附可以看作是气体在固体表面上的凝聚过程，为
放热过程 。相反的解吸过程是 吸热过程 。
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2,吸附类型
? 化学吸附,吸附剂表面与吸附物之间的相互作用类似于
化学键并发生表面化学反应。固体表面的原子价未完全被相
邻原子饱和，还有剩余的成键能力。化学吸附有选择性；单
分子吸附、吸附温度高。
? 物理吸附, 吸附剂与吸附物之间仅以范德华力相互作用
。 由于是分子间作用力，故物理吸附无选择性；但吸附剂
吸附物的种类不同，分子间引力大小各异，因此存在吸附量
的差异。吸附为单分子层、多分子层。
选择性吸附,某一吸附剂只对 某些 吸附物化学吸附 。
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20
钯对 CO的吸附等压线
20
40
60
80
100
吸
附量
－ 200 － 100 0 +100 +200
A
B
1 2
1.物理吸附 2.物理吸附
21
3,吸附平衡和吸附量
气体分子
（空间）
气体分子
（被吸附在固体表面上）
吸附
解吸
吸附量 —— 单位质量的固体所吸附气体的物质的量和体积
? ?gm o lmx吸附量＝
吸附量与温度和气体的压力有关
? ?Tpfmx,?吸附量＝
? ?gmLmV吸附量＝
22
4,吸附曲线
? ?Tpfmx,?吸附量＝
? ?Tfmx ?吸附量＝p＝常数 吸附等压线
? ?pfmx ?吸附量＝ 吸附等温线 T＝常数
? ?Tfp ? 吸附等量线 常数?mx
23
吸附等压线,等压力下，不同温度下的吸附量
当压力一定时，温度越高吸附量越低，即随着温度的
增加，吸附剂的吸附能力逐渐降低。
? ?Tfmx ?吸附量＝p＝常数
钯对 CO的吸附等压线
20
40
60
80
100
吸
附量
－ 200 － 100 0 +100 +200
A
B
1 2
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吸附等温线,等温度下，不同压力下的吸附量。
? ?pfmx ?吸附量＝T＝常数
100
150
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Ⅱ
Ⅰ
Ⅲ
吸附量
dm3.kg-1
151.5℃
80℃
30℃
0℃
－ 23℃
p/101.325 kPa
各种温度时，氨吸附在炭粒上的吸附等温线
Ⅰ,直线
Ⅱ,增加程度减小
Ⅲ,几乎不变，饱和吸附
25
典型的五种吸附等温线
吸附等温线的形状反映了吸附剂与吸附质之间
的相互作用情况
26
5,兰格缪尔单分子吸附等温式
27
覆盖度 θ 表面吸附分子所占的百分数
mVV /??
：给定压力下的吸附量V
：单分子层饱和吸附量mV
??? dk解吸速率
温度）：解吸速率常数（一定dk
? ????? 1pk a吸附速率
数到单位固体表面的分子：决定单位时间内碰撞
温度）：吸附速率常数（一定
p
k a
。剂、被吸附气体的本性的值决定于温度、吸附,da kk
1-θ 未吸附分子的固体表面所占的百分数
28
? ??? ???? 1pkk ad
? ? bp
bp
pkk
pk
ad
a
?? ?? 1?
吸附系数ba kkb /?
吸附速率 = 解吸速率
Langmuir吸附等温式
29
??? ?ΓΓ
? ?apapΓΓΓ ????? ?? 1?
平衡吸附量
Γ
?Γ
Γ
同量吸附剂所能吸附的最大物质的量（饱和吸附）量
一定量吸附剂所吸附的物质的量
?
?
Γ
Γ?
30
? ?bpΓΓΓ ?? ?? 111
? ?apapΓΓΓ ????? ?? 1?
以 对 作图，应得一直线。 Γ1 p1
直线斜率 为截距为
?Γ1bΓ ?1
物为常数对一定的吸附剂和吸附
，在一定温度下，和 bΓ ?
31
6,BET多分子吸附等温式
BET—— Brunaurer S,Emmett H,Teller E
1935年提出多分子层吸附理论
32
? ? ]11)[( ** ppcpp
cpVV m
???
?
BET公式
V—— 1kg固体表面吸附的气体体积
p—— 气体的平衡压力
Vm—— 1kg固体表面成单分子吸附层所需的气体体积
p*—— 在相同温度下该气体的液相饱和蒸汽压力
c—— 与吸附热和液化热有关的常数
33
? ? ** 11 ppcVccVppV p mm ?????
以 对 作图，应得一直线。
直线斜率 为截距为
? ?ppV p?* *pp
cV
c
m
1?
cVm
1
BET公式适应范围 35.005.0* ??
p
p
34
35
§ 12.4 溶液的表面吸附
1,溶液的表面吸附现象
?
c
A
B
C
A,无机酸, 碱, 盐
NaCl Na2SO4 KOH NH4Cl
醇类, 有机酸类, 醛类, 酮类,
醚类, 和酯类
B,极性有机物
C,8个碳原子以上的有机酸盐, 有机胺盐, 磺酸盐, 苯
磺酸盐
表面活性剂 一般是对于降低 水 的表面张力
36
37
2,Gibbs吸附公式
表面活性剂在溶液表面上的吸附是表面活性剂最
基本的性质之一。
2Γ
其物理意义为：单位面积的表面相所含溶质的物
质的量与在溶液体相中同物质的量溶剂所含的溶
质的量的差值。也称为表面过剩或表面浓度。
为描述这种表面吸附现象，定义吸附量
38
TcRT
cΓ ?
?
??
?
?
?
??? ?
2
00 2 ???? Γc?
00 2 ???? Γc?
则加入溶质表面张力增大，表面过剩为负值，吸
附量为负值，此时的吸附为 负吸附,溶质在表面
层的浓度小于溶液体相的浓度。
则加入溶质表面张力减小，表面过剩为正值，吸
附量为正值，此时的吸附为 正吸附,溶质在表面
层的浓度大于溶液体相的浓度。
39
3,表面活性剂的吸附结构
十二烷基硫酸钠为典型的表面活性剂。
亲油基 亲水基
憎水基
40
§ 12.5 表面活性剂及其应用
1,表面活性剂的分类
表
面
活
性
剂
阴
离
子
型
非
离
子
型
阳
离
子
型
两
性
离
子
型
41
? 阴离子表面活性剂
脂肪醇硫酸酯钠
??? NaO S OCHCHCHCH 32223 ?
溶于水
?? 32223 O S OCHCHCHCH ? ?Na
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O ＋
42
? 阳离子表面活性剂
烷基三甲基氯化铵
??? ClCHNCHCHCHCH 32223 ?
溶于水 3CH
3CH
32223 CHNCHCHCHCH ???
3CH
3CH
?Cl
H2O
H2O H2O H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
＋ ＋
＋
43
? 两性离子表面活性剂
甜菜碱型两性表面活性剂
??? C O OCHNCHCHCHCH 22223 ?
溶于水 3CH
3CH
＋
??? C O OCHNCHCHCHCH 22223 ?
3CH
3CH
＋
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
H2O
44
? 非离子表面活性剂
HO)CHO( C HCHCHCHCH n222223 ?? 溶于水
HO)CHO( C HCHCHCHCH n222223 ??
H2O
H2O
H2O H2O
H2O H2O
H2O
脂肪族高级醇聚氧乙烯加成物
45
2,表面活性剂的作用
? 润湿作用
? ? 液气固液固气 ??? ?? ???? /c os 润 湿
?
? 增溶作用
? 乳化作用
H2O 100g 苯 0.07g
浓度为 10％油酸钠 100g 苯 7g
表面活性剂能有效降低油水界面的表面自由能
胶团的形成
46
§ 12.6 分散系统的分类
m101 9???R
m101 7???R
将一种或几种物质分散在另一种物质中形成分散系统。
被分散的物质叫做 分散相。
另一种物质叫做 分散介质。
分散相粒子
m101m101 79 ?? ???? R
溶液
胶体
粗分散系统
47
48
§ 12.7 溶胶的特性
1,动力性质
胶体粒子的热运动
49
50
浓
度
梯
度
51
2,光学性质
52
53
3,电学性质
电动现象
54
55
56
胶体粒子的结构
57
58
59
60
§ 12.8 溶胶的聚沉和絮凝
1,电解质对胶体稳定性的影响
61
62
63
64
2,溶胶的相互聚沉
O]H12)[ K A l( S O 224 ?
明矾
水中悬浮体和胶体微粒带负电荷
3Al(OH) 胶体带正电荷
65
胶体聚沉时
沉淀物的结构
亲液溶胶 凝胶
憎液溶胶 粉末或絮状沉淀
蛋白质 淀粉 硅胶
无机盐类
胶体聚沉变成絮状沉淀的凝聚作用叫絮凝。能使溶
胶变成絮状沉淀的凝聚剂，叫做絮凝剂。
无机盐类（明矾）和高分子化合物。
