【正文】 則液體 1不能在液體 2上鋪展 單分子表面膜 —— 不溶性的表面膜 兩親分子具有表面活性，溶解在水中的兩親分子可以在界面上自動(dòng)相對(duì)集中而形成定向的吸附層（親水的一端在水層）并降低水的表面張力 成膜材料一般是： （ 1）兩親分子，帶有比較大的疏水基團(tuán) （ 2）天然的和合成的高分子化合物 表面壓 0? ? ???式中 ? 稱為表面壓， ?0為純水的表面張力， ?為溶液的表面張力。 由實(shí)驗(yàn)可以證實(shí)表面壓的存在。 Langmuir膜天平 直接測(cè)定表面壓的儀器。 167。 膜 LB 膜的形成 不溶物的單分子膜可以通過簡(jiǎn)單的方法轉(zhuǎn)移到固體基質(zhì)上，經(jīng)過多次轉(zhuǎn)移仍保持其定向排列的多分子層結(jié)構(gòu)。 由于形成單分子膜的物質(zhì)與累積（或轉(zhuǎn)移）方法的不同，可以形成不同的多分子膜，如 （ 1） X型多分子層 （ 2） Y型多分子層 （ 3） Z型多分子層 LB 膜的形成與類型 X累積 Y累積 Z累積 生物膜簡(jiǎn)介 細(xì)胞膜就是一種生物膜 膜主要由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和糖類等物質(zhì)組成 細(xì)胞膜蛋白質(zhì)就其功能可分為以下幾類： 生物膜是一個(gè)具有特殊功能的半透膜，它的功能主要是：能量傳遞、物質(zhì)傳遞、信息識(shí)別與傳遞 、在一定條件下有選擇地使其 通過細(xì)胞膜 ，能 “ 辯認(rèn) ” 和接受細(xì)胞環(huán)境中特異的化學(xué)性刺激 ，還有與免疫功能有關(guān)的物質(zhì) 167。這一過程稱之為潤濕過程 粘濕過程 液體與固體從不接觸到接觸，使部分液 氣界面和固 氣界面轉(zhuǎn)變成新的固 液界面的過程 47 潤濕： 固體表面上原來的氣體被液體取代。 Gibbs函數(shù)降低越多，越易潤濕。D = = ?自動(dòng)進(jìn)行 粘濕功 aa 0GW 162。 液 固界面 —— 潤濕作用 48 （ 2）浸濕（ immersional wetting） （ 3）鋪展（ spreading wetting） 氣 固 固 液 液 氣 s l siiGWgg 162。 D = 當(dāng)小液滴的表面積與鋪展后的表面積相比可忽略不計(jì)時(shí)， s l l ssG g g gD = + S ≥ 0 自動(dòng)鋪展 鋪展系數(shù)： －s s l lsSG g g g= D = 固 氣 固 液 液 49 沾濕 →浸濕 →鋪展，過程進(jìn)行程度依次加難 （ 4）三種潤濕的比較 三種潤濕中的 ? l 可測(cè)，但 ? s、 ? sl不可測(cè)量。 ② 要使 cosθ＞ 0（ 即 θ＜ 90186。 ? 楊氏方程只適用于平衡過程 ， 不適用于 － ?Gs 0 的鋪展過程 。 ＞ 0， θ＜ 90186。 s s l l c o sg g g q=s s l l la ( c o s 1 )G g g g g q D = + = +s s l li c o sG g g g q D = =s s l l ls ( c o s 1 )G g g g g q D = = 習(xí)慣上也用接觸角來判斷潤濕： ? 90176。 不潤濕； ? = 0176。 完全不潤濕。 表面活性劑及其作用 表面活性劑分類 *表面活性劑的結(jié)構(gòu)對(duì)其效率及能力的影響 *表面活性劑的 HLB值 表面活性劑在水中的溶解度 表面活性劑的一些重要作用及其應(yīng)用 表面活性劑的分類 表面活性劑 陽離子型 陰離子型 兩性型 小極性頭 大極性頭 臨界膠束濃度 表面活性劑在水中隨著濃度增大，表面上聚集的活性劑分子形成定向排列的緊密單分子層，多余的分子在體相內(nèi)部也三三兩兩的以憎水基互相靠攏，聚集在一起形成膠束 。 根據(jù)需要，可根據(jù) HLB值選擇合適的表面活性劑 HLB值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 | |——— | |—— | |—— | |—— | | 石蠟 W/O乳化劑 潤濕劑 洗滌劑 增溶劑 | |———— | 聚乙二醇 O/W乳化劑 表面活性劑在水中的溶解度 表面活性劑的親水性越強(qiáng)，其在水中的溶解度越大，而親油性越強(qiáng)則越易溶于 “ 油 ” 離子型表面活性劑的溶解度隨著溫度的升高而增加，當(dāng)達(dá)到一定溫度后，其溶解度會(huì)突然迅速增加，這個(gè)轉(zhuǎn)變溫度稱為 Kraff 點(diǎn) 同系物的碳?xì)滏溤介L，其 Kraff點(diǎn)越高，因此，Kraff點(diǎn)可以衡量離子型表面活性劑的親水、親油性 表面活性劑在水中的溶解度 非離子型表面活性劑的親水基主要是聚乙烯基。所以加熱時(shí)可以觀察到溶液發(fā)生混濁現(xiàn)象。 表面活性劑的一些重要作用及其應(yīng)用 表面活性劑的用途極廣，主要有五個(gè)方面： 167。мкин方程式 化學(xué)吸附熱 影響氣 固界面吸附的主要因素 固體在溶液中的吸附 —— 吸附等溫線 混合氣體的 Langmuir吸附等溫式 固體表面的特點(diǎn) 固體表面上的原子或分子與液體一樣，受力也是不均勻的，所以固體表面也有表面張力和表面能 固體表面的特點(diǎn)是： 1．固體表面分子（原子）移動(dòng)困難，只能靠吸附來降低表面能 2．固體表面是不均勻的 ，不同類型的原子的化學(xué)行為、吸附熱、催化活性和表面態(tài)能級(jí)的分布都是不均勻的。 常用的吸附劑有： 硅膠、分子篩、活性炭等 。 吸附量的表示 吸附量通常有兩種表示方法： 31 m gVqm?? ?單位：(2)單位質(zhì)量的吸附劑所吸附氣體物質(zhì)的量 1 m o l g nqm?? ?單位：(1)單位質(zhì)量的吸附劑所吸附氣體的體積 體積要換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況 (STP) 吸附量與溫度、壓力的關(guān)系 對(duì)于一定的吸附劑與吸附質(zhì)的系統(tǒng)，達(dá)到吸附平衡時(shí)，吸附量是溫度和吸附質(zhì)壓力的函數(shù)，即： 通常固定一個(gè)變量，求出另外兩個(gè)變量之間的關(guān)系，例如： ( , )q f T p?(1)T =常數(shù)， q = f (p)，稱為吸附等溫式 (2)p =常數(shù)， q = f (T)，稱為吸附等壓式 (3)q =常數(shù)， p = f (T)，稱為吸附等量式 吸附等溫線 q1q2q3q/ spp 253K273K303K353K吸附等溫線 樣品脫附后，設(shè)定一個(gè)溫度，如 253 K，控制吸附質(zhì)不同壓力，根據(jù)石英彈簧的伸長可以計(jì)算出相應(yīng)的吸附量，就可以畫出一根 253 K的吸附等溫線，如圖所示 用相同的方法，改變吸附恒溫浴的溫度，可以測(cè)出一組不同溫度下的吸附等溫線。 常見的吸附等溫線有如下 5種類型： (圖中 p/ps稱為 比壓 ， ps是吸附質(zhì)在該溫度時(shí)的飽和蒸汽壓， p為吸附質(zhì)的壓力 ) 吸附等溫線的類型 adV/ spp(Ⅰ) 在 nm 以下 微孔吸附劑上的吸附等溫線 屬于這種類型。 吸附等溫線的類型 adV/ spp(Ⅱ) 常稱為 S型等溫線 。 在比壓接近 1時(shí)，發(fā)生毛細(xì)管凝聚現(xiàn)象 。當(dāng)吸附劑和吸附質(zhì)相互作用很弱時(shí)會(huì)出現(xiàn)這種等溫線 。 吸附等溫線的類型 adV/ spp(Ⅳ) 多孔吸附劑發(fā)生多分子層吸附 時(shí)會(huì)有這種等溫線。 例如在 323 K時(shí)，苯在氧化鐵凝膠上的吸附屬于這種類型。 例如 373 K時(shí)，水汽在活性炭上的吸附屬于這種類型。他在推導(dǎo)該公式的過程引入了兩個(gè)重要假設(shè)： (1) 吸附是單分子層的 (2) 固體表面是均勻的，被吸附分子之間無相互作用 設(shè)：表面覆蓋度 ? = V/Vm Vm為吸滿單分子層的體積 則空白表面為 (1 ? ) V為吸附體積 Langmuir吸附等溫式 達(dá)到平衡時(shí)，吸附與脫附速率相等。 1apap? ? ?以 ? 對(duì) p 作圖，得： ?pap? ?Langmuir等溫式的示意圖 1?? p很小 ，或吸附很弱， ap1， ? = ap， ? 與 p成線性關(guān)系。 ， ? ?pm， m介于 0與 1之間。用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以 p/V~p作圖得一直線，從斜率和截距求出吸附系數(shù) a和鋪滿單分子層的氣體體積 Vm。從吸附質(zhì)分子截面積 Am，可計(jì)算吸附劑的總表面積 S和比表面 A。 ? ? 2aa 1r k p ???0 e