【正文】 面活性物質 結構 RX, X= ?OH, ?COOH, ?CONH2, 親水性的極性基團 X+憎水性的非極性基團 R。 R=8～ 20 C烷基或烯基。 溶液本體 →一定形狀的膠束 ——幾十個或幾百個表面活性劑分子組成，憎水基團向里，親水基團朝外的多分子集聚體。 89 (4) 表面活性劑的濃度與性質 ? CMC濃度范圍前后 σ變化明顯 , 其它物理性質也發(fā)生顯著的變化。 (5) HLB值 94 (5) HLB值 Hydrophilelipophile Balance 親水親油平衡 ? HLB值 ——表面活性物質的親水性親油性的相對強弱 。 表面 活 性 劑 作 為 乳化劑(emulsifying agent)能制得較穩(wěn)定的乳狀液 。 ? 適合于分離非離子表面活性劑提?。ù蠓肿恿浚┨崛』旌仙飰A等（小分子量） ? 洗脫劑：水 用于生物材料分離的 凝膠主要 有交聯(lián)葡聚糖凝膠(商品名為 Sephadex)，聚丙烯酰胺凝膠 (商品名為Bio—Gel)，瓊脂糖凝膠 (商品名 Sepharose)等 分離原理： ? 葡聚糖凝膠在吸水膨脹后形成凝膠粒子，在其交聯(lián)的骨架中有許多大小不同網(wǎng)眼孔隙。 如 活性炭吸附醋酸 ? 常用吸附劑 活性炭，硅膠，氧化鋁，分子篩等。 Va = V/m (m3 在吸附等量線中， T 與 p之間關系類似于 克拉貝龍方程 ， 可以用來求算 吸附熱 ΔadsHm。 ? 還可用方程式表示。 →只發(fā)生單分子層吸附。 固體總的表面積面積被吸附質覆蓋的固體表??? 1? ——固體表面上空白面積的分數(shù)。 Langmuir吸附等溫式的 缺點 ： 123 BET理論的假設 ： 吸附為多分子層的； 第一層吸附是固體表面分子與吸附質分子之間的分子間力，從第二層以后的各層吸附是吸附質分子之間的分子間力，因此第一層和其它各層的吸附熱不同； 吸附和解吸附均發(fā)生在最外層。如果此時加入肥皂水，則表面張力大大降低，水和杯子壁之間的接觸角變小，液體將溢出杯口。 1. 物質的比表面 2. σ 物理意義 表面張力 比表面吉布斯能 3. Δp ?基本概念、公式 VAamAaaVm ?? 或)(s?? 表面現(xiàn)象,)( Vs aa ?p = 2? /r ——蒸氣壓、溶解度與 r關系 R T rMpp r??2ln ???R T rMaa r?? ls2ln ?正常gllsgsC o s??? ?????? TCRTC????????????Γ c 曲線 LΓAm1? 結構特點、 CMC、 HLB值、重要應用 bpbpΓΓ?? 1m 1 bppb???mm1?????pbp p/Γ —— p呈線性 一、填空題 1．液滴越小，飽和蒸氣壓越（ ）；而液體中氣泡越小，氣泡內液體的飽和蒸氣壓越（ ）。 二、判斷題 ? 1．液體表面張力的方向總是與液面垂直，并力圖擴大液體的表面積。 三、選擇題 1．一定體積的水，當聚集成一個大水滴或分散成許多小水滴，兩種狀態(tài)相比，以下性質保持不變的有（ ）。 B. 比表面 C. 比表面吉布斯自由能 D. 附加壓力 400K 時，汞的飽和蒸氣壓為 p0，密度為 ρ，如果求在相同溫度下，一個直徑為 107m 的汞滴的蒸氣壓，應該用公式 DD .，哪一種性質不正確？ A. 微小晶體的飽和蒸氣壓大 B. 微小晶體的溶解度大 C. 微小晶體的熔點較低 D. 微小晶體的溶解度較小 ，常在液體中投入一些沸石或一端封口的毛細管等多孔性物質，這樣做是為了破壞下列哪個亞穩(wěn)狀態(tài)？ A. 過飽和溶液 B. 過冷液體 C. 過熱液體 D. 過飽和蒸氣 CD .A. 鋪展系數(shù) S≥0 B. S0 C. 0176。 D. 三者的大小都與分子間作用力有關。 ? 7. 表面活性劑的增溶作用與溶解作用及乳化作用等同。 9. 在相同溫度下，同一種液體被分散成相同曲率半徑的分散系統(tǒng)，以 p平、 p凹及 p凸分別表示平面液體、凹面液體和凸面液體上的飽和蒸氣壓，則三者之間的關系為（ ）。 、主要特性及應用。 ? 6．為什么泉水、井水都有比較大的表面張力？將泉水小心地注入干燥的杯子，泉水會高出杯面，這是為什么？這時加一滴肥皂水將會發(fā)生什么現(xiàn)象？ 解釋：泉水或井水含有大量無機鹽，因而表面張力比純水大。 ，其實大部分表面是不均勻的。 ? v吸 = v脫 , 吸附平衡。 117 朗繆爾單分子層吸附理論 (1) 基本假設 Langmuir從動力學觀點提出固體對氣體分子的吸附理論。平衡后吸附量隨溫度升高而下降。 ? 3種曲線有相互聯(lián)系。 ? 等溫等壓下，氣體吸附為自動過程，且非體積功為零。 ? 吸附劑 具有吸附能力的固體物質。 （ 五 ） 去污作用 （ 洗滌作用 ） 表面活性劑的 洗滌作用 是一個很復雜的過程 ， 它與潤濕 、 起泡 、 增溶和乳化作用都有關系 。 （ 二 ） 乳化作用 一種或幾種液體以液珠形式分散在另一種不互溶的液體之中 ， 形 成 高 度 分 散 系 統(tǒng) 的 過 程 稱 為 乳 化 作 用（ emulsification） ， 得到的分散系稱為 乳狀液 (emulsion)。 增溶 a. 內部溶解型 b. 外殼溶解型 c. 插入型 d. 吸附型 四種增溶類型 增溶 表面活性劑分子的親水、親油性是由分子中的親水基團和親油基團的相對強弱決定的，衡量表面活性劑分子親水性和親油性的相對強弱的物理量是 親水親油平衡值（ hydrophile and lipophile balance values），即 HLB值 。 曲線 Ⅲ 平緩部分 ① 表面活性劑濃度很低時 當濃度增加到一定程度時，表面活性劑分子在溶液中形成疏水基向內，親水基向外的多分子聚集體，稱作膠束（ micelle）或膠團。？ 87 (3) σ ～ c 關系 (a) 稀溶液 (b) 開始形成膠束 單分子膜 圖 a, 表面活性劑憎水基逃逸水分子包圍 →聚集表面，定向排列 (不一定直立 )，親水基留在水中；水和空氣的接觸面 ↓， σ劇 ↓(曲線 Ⅲ ＼ )。因而可以根據(jù)Γm計算被吸附分子的橫截面積 A。 ? ?m——飽和吸附量 ，看作單位表面上定向排列呈單分子層吸附時的物質的量。 ? 結論 ： (dσ/dc)T 0, ? 0 → c↑, σ↓, 表面層發(fā)生正吸附 , ? 0 (dσ/dc)T 0, ?0 → c↑, σ ↑, 表面層發(fā)生負吸附 , ?0。 (習慣 ) ? 例 純水 σ = mN 表面活性物質的存在會降低表面張力，使溶質富集在表面層。 物質 ：大部分低級脂肪酸、醇、醛等 … ? 類型 Ⅲ ： 濃度 ↑, σ劇 ↓, 某 c→ σ?guī)缀醪蛔儭? 69 ?楊氏方程與潤濕過程 將楊氏方程 σ s= σ ls + σ l cos? 代入上三過程的 ?G 沾濕過程 ?Ga= σ ls σ l σ s= σ l(cos?+1) 自發(fā)進行 ?Ga0 → ?180? 浸濕過程 ?Gi= σ ls σ s = σ lcos? 自發(fā)進行 ?Gi0 → ? 90? 鋪展過程 ?Gs= σ ls+ σ l σ s= σ l(cos?1) 自發(fā)進行 ?Gs0→? =0? 可見 , 90?? 180?, 液體只能沾濕固體； 0?? 90?, 液體不僅能沾濕固體，還能浸濕固體； ? =0?, 液體不僅能沾濕 、 浸濕固體 , 還能鋪展。 試問：己醇在水面上開始和終了的形狀 。 液 當 S ≥ 0時 ，液體 A可以在液體 B表面鋪展 。 W39。 63 液 固界面 固體對溶液的吸附作用。繼續(xù)加熱， p↑。會產(chǎn)生過飽和蒸氣、過冷或過熱液體、過飽和溶液 ——亞穩(wěn)狀態(tài) 。 優(yōu)點：干燥速度快，一般不超過 30 s，不會影響藥物的質量。 1. 開爾文公式 T一定， p0*, 平面下液體與蒸氣平衡應有如下表示： l (T, p0*) g (T, p0*) T一定， pr*, 取面下液體與蒸氣平衡應有如下表示： l (T, pr*) g (T, pr*) 由熱力學定律知： dG = –SdT + Vdp T一定： dG = Vdp dG(l) = Vldpl dG(g) = Vgdpg 平衡時 dG應相同，即 Vldpl = Vgdpg 如果過程是由平面變成小液滴，則 ∫ Pr* P0* Vldpl = ∫ Pr* P0* Vgdpg 假設此氣體為理想氣體，則 Vl(pr* – p0*) = nRT ∫ pr* p0* dpg 1 p Vl(pr* – p0*) = nRT ln(pr*/p0*) 附加壓力 Δp ?p = 2? /r Vl = m /ρ M = m /n ln(pr*/p0*) = M2 ? ρ rRT 開爾文公式 要求會利用開爾文公式計算及討論 pr*與 p0*的大小。 在滴管內的液體為什么必須給橡膠乳頭加壓時液體才能滴出，并呈球形？ 因在滴管下端的液面呈凹形，即液面的附加力是向上的，液體不易從滴管滴出，因此若要使液滴從管端滴下，必須在橡膠乳頭加以壓力，使這壓力大于附加壓力。若在兩管的右端加熱，則管內的液體會相哪一端移動？ 41 ? 如圖，在一定溫度和氣壓下，半徑均勻的毛細管兩端有兩個大小不等的圓形氣泡，試問打開活塞時，將發(fā)生什么現(xiàn)象？ 42 兩塊光滑的玻璃在干燥的條件下疊放在一起，很容易上下分開。 （ 4） 無論是凸液面還是凹液面，附加壓力總是指向曲率半徑的方向。 現(xiàn)象一：在滴管內的液體為什么必須給橡膠乳頭加壓時液體才能滴出，并呈球形？ 現(xiàn)象二：用細管吹一肥皂泡后，若松開管口，肥皂泡很快縮小成一液滴？ 29 ? 液面 分為 水平液面 彎曲液面 凸液面 (氣相中的液滴 ) 凹液面 (液體中的氣泡 ) (1)彎曲液面的附加壓力 ?p 30 1．附加壓力概念 曲面和平面比較，表面受力情況不一樣 平面 p內 = p外 任意區(qū)域 表面張力合力 = 0 p外 p內 凸面 p內 = p外 +p曲 p內 p外 表面張力合力 p曲 指向液體內部 p曲 31 凹液面受到指向液體外部的合力 ? p p內 p外 凹 面 p內 ?p p外 ?p 32 ? ?p產(chǎn)生原因 如 球形液滴凸液面 ，氣相壓力 pg, 下方液相 pl。 24 溫度 升高溫度 ? 分子的動能增加 ? 分子間的相互作用力減弱 同時升高溫度 ? 使兩相之間的密度差減小。 表面吉布斯能與表面張力 的對比 1. 比表面吉布斯能與表面張力都是使用符號 ?。m2 =1 N液滴 →球形。m2 15 熱力學公式 由多相多組分熱力學公式，如 并未考慮相界面面積 AS，對高度分散系統(tǒng) , 應有 AS變量，有一個相界面， 熱力學公式為 ?????iii dnpVTSG ?ddd?????iii dnAVpSTU ?? sdddd?????iii dnApVSTH ?? sdddd??????iii dnAVpTSA ?? sdddd式中 )B()B()B()B( ,S,S,S,S ?????nVTnpSnVSnpT AAAHAUAG????????????????????????????????????????????? 意義 ：第 1等式 →σ =恒溫恒壓、各相中物質的量不變，增加單位界面面積時，所增加的 Gibbs函數(shù)。 分散度與比表面 把物質分散成細小微粒的程度稱為分散度。 ? 比表面積 aS： 物質的表面積