物理化學(xué)電子教案：表面現(xiàn)象.膠體-(1)表面現(xiàn)象（4學(xué)時(shí)2012材料能源專(zhuān)業(yè)）

1、物理化學(xué)電子教案物理化學(xué)電子教案 華南師范大學(xué)物理化學(xué)研究所華南師范大學(xué)物理化學(xué)研究所第八章 表面現(xiàn)象.膠體2H OHg液-液界面思考：與膠體、界面現(xiàn)象相關(guān)的問(wèn)題思考：與膠體、界面現(xiàn)象相關(guān)的問(wèn)題1.為什么自然界中液滴、氣泡總是圓形的？為什么氣泡比液滴更容易破裂？肥皂泡為什么不易破裂?2.為什么水在毛細(xì)管中呈凹月面?水銀在毛細(xì)管中呈凸面?3.天空為什么會(huì)下雨？向高空拋撒碘化銀(干冰)為什么能產(chǎn)生人工降雨？4.為什么會(huì)產(chǎn)生液體過(guò)熱現(xiàn)象？加入沸石為什么能消除過(guò)熱現(xiàn)象？5.為什么水在玻璃上能鋪展，水銀在玻璃上卻形成液滴？6.為什么打爛體溫計(jì)時(shí)，水銀會(huì)變成多粒水銀球？7.為什么在幻燈片上書(shū)寫(xiě)要用油性筆?

2、用水筆行嗎? 以下為一些你曾經(jīng)碰到或想到,或可能視而不見(jiàn)或從沒(méi)有想到過(guò)的問(wèn)題,它們與膠體與界面化學(xué)原理息息相關(guān),在學(xué)習(xí)膠體與界面化學(xué)原理前,你如何去解釋這些現(xiàn)象? 8.為什么在參觀(guān)面粉廠(chǎng)時(shí),不能穿帶鐵釘?shù)男?9.干面粉沒(méi)有粘結(jié)性.若加入水,面粉會(huì)具有粘結(jié)性和可塑性,但加入油,則沒(méi)有.為什么?這些對(duì)材料制備有什么啟示?10.墻面涂料太稀或太稠對(duì)涂墻效果有影響嗎?11.夏天牛奶為什么容易變質(zhì)?煮牛奶時(shí)放入紅糖會(huì)出現(xiàn)絮凝現(xiàn)象?為什么?12.肥皂、洗衣粉為什么有去污作用?13.在污水處理或自來(lái)水廠(chǎng)使水凈化時(shí)，常要加入凈化劑明礬(硫酸鋁).為什么？14.鴨子為什么會(huì)浮在水中?而放入肥皂水中會(huì)下沉？15.

3、如果把吹好的肥皂泡保持在管端,必須把管子的另一端按住,否則,一松手肥皂泡變小而消失?思考：與膠體、界面現(xiàn)象相關(guān)的問(wèn)題思考：與膠體、界面現(xiàn)象相關(guān)的問(wèn)題16.農(nóng)工鋤地為什么能保持土壤水分? 如何抑制沙漠地帶水的蒸發(fā)?17.護(hù)士給病人注射各種針劑時(shí)，注射前一定要檢查針筒中是否有小氣泡，若有小氣泡，必須除去。為什么？18.“高壓氧艙”是腦疾病治療與康復(fù)的方法，治療結(jié)束后，要從高壓向低壓慢慢過(guò)渡，為什么？海底潛水員返回海面途中必須緩慢上升，又為什么？19.豆?jié){中加入鹵水（或石膏）為什么能形成豆腐？?jī)?nèi)脂豆腐與傳統(tǒng)豆腐的區(qū)別?20.為什么活性碳可以做防毒面具和冰箱除臭劑？21.好的礦泉水可以在干燥的杯子形成

4、一個(gè)弧面,其弧面可以承載硬幣的質(zhì)量,為什么?思考：與膠體、界面現(xiàn)象相關(guān)的問(wèn)題思考：與膠體、界面現(xiàn)象相關(guān)的問(wèn)題 22.濕度大時(shí)，木制家具和油畫(huà)為什么會(huì)自動(dòng)裂損?博物館是否需要注意恒溫、保濕？ 23. 20世紀(jì)初,當(dāng)?shù)谝慌h(yuǎn)洋巨輪制造成功,下水試航12h后,發(fā)現(xiàn)螺旋槳千瘡百孔,不能使用.其原因是水中無(wú)數(shù)極細(xì)微小的小氣泡造成.通常將小氣泡對(duì)金屬螺旋槳造成的損害稱(chēng)為“氣蝕”。為什么“小氣泡”有這么大的危害？現(xiàn)在用什么方法保護(hù)螺旋槳?24.晴朗的天空為什么是蘭色的?朝霞、晚霞為什么絢麗多彩？25.用同一滴管,同樣條件下滴相同體積的不同溶液,比如NaCl、正丁醇溶液，滴數(shù)會(huì)一樣多嗎？思考：與膠體、界面現(xiàn)象

5、相關(guān)的問(wèn)題思考：與膠體、界面現(xiàn)象相關(guān)的問(wèn)題26.什么是表面活性劑？為什么向油水不溶體系加入表面活性劑后，油水能互溶？通常選擇性的向污染水體加入表面活性，起到凈化水質(zhì)的作用，為什么？27.為什么利用礦物浮選可得到高品位的礦?28.江河出口處為什么形成三角洲?29.兩塊光滑干凈的玻璃板疊放在一起時(shí)，很容易將其分開(kāi)，若在兩板之間放一些水，則很難分開(kāi)，為什么?雨后沙石地帶為什么容易出現(xiàn)地面坍塌現(xiàn)象？30.天氣預(yù)報(bào)中的陰霾是什么？陰霾天氣能見(jiàn)度很低空氣質(zhì)量不好,為什么? 界面現(xiàn)象是客觀(guān)存在的界面現(xiàn)象是客觀(guān)存在的, ,學(xué)習(xí)膠體界面知識(shí)后，你又會(huì)如學(xué)習(xí)膠體界面知識(shí)后，你又會(huì)如何去解釋這些隨處可見(jiàn)的膠體與界面

6、現(xiàn)象？對(duì)界面規(guī)律的研究何去解釋這些隨處可見(jiàn)的膠體與界面現(xiàn)象？對(duì)界面規(guī)律的研究在當(dāng)今科學(xué)研究與應(yīng)用中有什么作用在當(dāng)今科學(xué)研究與應(yīng)用中有什么作用? ?思考：與膠體、界面現(xiàn)象相關(guān)的問(wèn)題思考：與膠體、界面現(xiàn)象相關(guān)的問(wèn)題研究表面現(xiàn)象的意義 在理論上，表面現(xiàn)象不僅是膠體化學(xué)、多相催化和納米科學(xué)的重要理論基礎(chǔ)之一，而且還滲透到生命科學(xué)、藥物學(xué)、林學(xué)、農(nóng)學(xué)等其他學(xué)科。 在實(shí)踐上，它對(duì)催化劑的制備、洗滌劑的合成、紡織印染工業(yè)、農(nóng)藥的使用、鋤地保墑和藥物的制備使用等都有指導(dǎo)意義，而且與人們的日常生活、飲食起居、治病保健等都有密切的關(guān)系。 第第1 1節(jié)節(jié) 表面自由能和表面張力表面自由能和表面張力8.1.1表面現(xiàn)象及

7、其本質(zhì)8.1.2表面自由能和表面張力第第2 2節(jié)彎曲表面現(xiàn)象節(jié)彎曲表面現(xiàn)象8.2.1彎曲液面下的附加壓力8.2.2 毛細(xì)現(xiàn)象8.2.3彎曲液面上的飽和蒸氣壓第八章 表面現(xiàn)象.膠體8.2.4亞穩(wěn)狀態(tài)與新相的生成 第第3 3節(jié)溶液的表面現(xiàn)象節(jié)溶液的表面現(xiàn)象 8.3.1 溶液表面的吸附現(xiàn)象 8.3.2 吉布斯（Gibbs）吸附等溫式 8.3.3 表面活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與分類(lèi) 8.3.4 表面活性物質(zhì)的基本性質(zhì) 8.3.5表面活性物質(zhì)的作用 8.3.6 液面上的鋪展和不溶性表面膜第八章 表面現(xiàn)象.膠體第第4 4節(jié)膠體慨述節(jié)膠體慨述8.4.1膠體分散系統(tǒng)的分類(lèi)8.4.2膠體分散體系的基本特性第第5 5節(jié)節(jié)溶

8、膠的制備和凈化8.5.1溶膠的制備8.5.2溶膠的凈化第第6 6節(jié)膠體體系的光學(xué)性質(zhì)節(jié)膠體體系的光學(xué)性質(zhì)8.6.1 8.6.1 丁鐸爾(Tyn-dall)現(xiàn)象8.6.2 瑞利散射公式第第7 7節(jié)節(jié) 膠體體系的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)膠體體系的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)8.7.1 布朗運(yùn)動(dòng)與擴(kuò)散8.7.2沉降平衡8.7.3沉降速度第八章 表面現(xiàn)象.膠體第第8 8節(jié)膠體體系的電學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性節(jié)膠體體系的電學(xué)性質(zhì)和穩(wěn)定性8.8.1電泳和電滲8.8.2膠粒帶電的原因8.8.3膠團(tuán)結(jié)構(gòu)8.8.4擴(kuò)散雙電層與電動(dòng)電勢(shì)8.8.5溶膠的穩(wěn)定性與聚沉第第9 9節(jié)高分子化合物溶液節(jié)高分子化合物溶液8.9.1 高分子化合物溶液的特點(diǎn)9.9.2

9、高分子化合物溶液的聚沉與保護(hù)作用第第1010節(jié)乳狀液節(jié)乳狀液8.10.1 乳化劑與分類(lèi)8.10.2 乳化劑作用原理與應(yīng)用第八章 表面現(xiàn)象.膠體 8.1 表面自由能和表面張力1. 表面現(xiàn)象及其本質(zhì)2. 表面自由能和表面張力表面現(xiàn)象及本質(zhì)表面現(xiàn)象及本質(zhì)GL密切接觸的兩相之間存在一過(guò)密切接觸的兩相之間存在一過(guò)渡區(qū)（幾個(gè)分子厚度）渡區(qū)（幾個(gè)分子厚度）-界面界面.什麼是界(表)面？常見(jiàn)的界面例子1.氣-液界面表面和界面(surface and interface)2.氣-固界面表面和界面(surface and interface)4.液-固界面表面和界面(surface and interface)5

10、.固-固界面表面和界面(surface and interface) 界面是指兩相接觸的約幾個(gè)分子厚度的過(guò)渡區(qū)，若其中一相為氣體，這種界面通常稱(chēng)為表面。 常見(jiàn)的界面有：氣-液界面，氣-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。 嚴(yán)格講表面應(yīng)是液體和固體與其飽和蒸氣之間的界面，但習(xí)慣上把液體或固體與空氣的界面稱(chēng)為液體或固體的表面。表面層分子與內(nèi)部分子相同嗎表面層分子與內(nèi)部分子相同嗎? 表面層分子與內(nèi)部分子相比，它們所處的環(huán)境不同。 體相內(nèi)部分子所受四周鄰近相同分子的作用力是對(duì)對(duì)稱(chēng)的稱(chēng)的，各個(gè)方向的力彼此抵銷(xiāo)； 處在界面層的分子，一方面受到體相內(nèi)相同物質(zhì)分子的作用，另一方面受到性質(zhì)不同的另一相中

11、物質(zhì)分子的作用，其作用力未必能相互抵銷(xiāo)作用力未必能相互抵銷(xiāo)，因此，界界面層會(huì)顯示出一些獨(dú)特的性質(zhì)。面層會(huì)顯示出一些獨(dú)特的性質(zhì)。氣相氣相液相液相 表面分子的受力狀況和能量狀態(tài)與內(nèi)部分子不同表面分子的受力狀況和能量狀態(tài)與內(nèi)部分子不同GL液體表面的分子受到指向液體內(nèi)部的合力作用.此合力稱(chēng)為“凈吸力”。凈吸力垂直于液體表面，并指向液體內(nèi)部。液體表面分子比內(nèi)部分子具有更高的能量 對(duì)于單組分體系，對(duì)于單組分體系，”凈吸力凈吸力”主要來(lái)自于同一物質(zhì)在不同相中的主要來(lái)自于同一物質(zhì)在不同相中的密度不同密度不同；對(duì)于多組分體系，則特；對(duì)于多組分體系，則特性來(lái)自于性來(lái)自于界面層的組成與任一相的界面層的組成與任一相的

12、組成的不相同。組成的不相同。表面層分子與內(nèi)部分子相同嗎表面層分子與內(nèi)部分子相同嗎?凈吸力界面現(xiàn)象的本質(zhì)以液體及其蒸氣組成的表面為例： 液體內(nèi)部分子所受的力可以彼此抵銷(xiāo)，但表面分子受到體相分子的拉力大，受到氣相分子的拉力小（因?yàn)闅庀嗝芏鹊停?，所以表面分子受到被拉入體相的作用力。這個(gè)力為“靜吸力” 這種作用力使表面有自動(dòng)收縮到最小的趨勢(shì)，并使表面層顯示出一些獨(dú)特性質(zhì)，如表面張力、表面吸附、毛細(xì)現(xiàn)象、過(guò)飽和狀態(tài)等，都是緣于“靜吸力”的存在。 靜吸力的存在是界面現(xiàn)象產(chǎn)生的本質(zhì)。比表面（specific surface area） 比表面通常用來(lái)表示物質(zhì)分散的程度，有兩種常用的表示方法：一種是單位質(zhì)量的

13、固體所具有的表面積；另一種是單位體積固體所具有的表面積。即：/ /mVAA mAA V或式中，m和V分別為固體的質(zhì)量和體積，A為其表面積。目前常用的測(cè)定表面積的方法有BET法和色譜法。分散度與比表面 把物質(zhì)分散成細(xì)小微粒的程度稱(chēng)為分散度。把一定大小的物質(zhì)分割得越小，則分散度越高，比表面也越大。 例如，把邊長(zhǎng)為1cm的立方體1cm3逐漸分割成小立方體時(shí)，比表面增長(zhǎng)情況列于下表：邊長(zhǎng)l/m 立方體數(shù) 比表面Av/（m2/m3）110-2 1 6 102 110-3 103 6 103 110-5 109 6 105 110-7 1015 6 107 110-9 1021 6 109 表面自由能（s

14、urface work）dfWA式中 為比例系數(shù)，它在數(shù)值上等于當(dāng)T，P及組成恒定的條件下，增加單位表面積時(shí)所必須對(duì)體系做的可逆非膨脹功。 由于表面層分子的受力情況與本體中不同，因此如果要把分子從內(nèi)部移到界面，或可逆的增加表面積，就必須克服體系內(nèi)部分子之間的作用力，對(duì)體系做功。 溫度、壓力和組成恒定時(shí)，可逆使表面積增加dA所需要對(duì)體系作的功，稱(chēng)為表面功。用公式表示為：表面Gibbs自由能(surface free energy)BBBBBBBBBBBBdddddddddddddddddnAPVTSGdnAVPTSFdnAPVSTHdnAVPSTUB,)(nVSAUB,)(nPSAHB,)(nV

15、TAFB,)(nPTAG由此可得：考慮表面功，熱力學(xué)基本公式中應(yīng)相應(yīng)增加dA一項(xiàng)，即：表面Gibbs自由能(surface free energy)表面吉布斯自由能： 保持溫度、壓力和組成不變，每增加單位表面積時(shí)，Gibbs自由能的增加值稱(chēng)為表面Gibbs自由能，或簡(jiǎn)稱(chēng)表面自由能或表面能，用符號(hào) 或 表示，單位為Jm-2。B, ,()p T nGA 等溫、等壓條件下，可逆的增加單位表面積時(shí)，環(huán)境對(duì)等溫、等壓條件下，可逆的增加單位表面積時(shí)，環(huán)境對(duì)體系所做的功轉(zhuǎn)化為表面層分子的吉布斯自由能的增加值。體系所做的功轉(zhuǎn)化為表面層分子的吉布斯自由能的增加值。WdAdGdA 由于表面層的分子受到液相分子的向

16、內(nèi)拉力，有縮小表面積的趨勢(shì)，故可以想象液體表面上處處存在著一種張力，稱(chēng)之為表面表面張力張力。 表面自由能和表面張力（表面自由能和表面張力（surface tensionsurface tension）以下實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明這種現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)1： 如果在金屬線(xiàn)框中間系一線(xiàn)圈，一起浸入肥皂液中，然后取出，上面形成一液膜。(a)(b) 由于以線(xiàn)圈為邊界的兩邊表面張力大小相等方向相反，所以線(xiàn)圈成任意形狀可在液膜上移動(dòng)，見(jiàn)(a)圖。 如果刺破線(xiàn)圈中央的液膜，線(xiàn)圈內(nèi)側(cè)張力消失，外側(cè)表面張力立即將線(xiàn)圈繃成一個(gè)圓形，見(jiàn)(b)圖，清楚的顯示出表面張力的存在。 表面自由能和表面張力（表面自由能和表面張力（surface

17、tensionsurface tension）（a）（b）結(jié)論： 在兩相(特別是氣-液)界面上，處處存在著一種張力，它永遠(yuǎn)與表面相切，而與靜吸力相互垂直。 表面自由能和表面張力（表面自由能和表面張力（surface tensionsurface tension） 表面自由能和表面張力（表面自由能和表面張力（surface tensionsurface tension）結(jié)論： 在兩相(特別是氣-液)界面上，處處存在著一種張力，它永遠(yuǎn)與表面相切，而與靜吸力相互垂直。實(shí)驗(yàn)2：將一含有一個(gè)活動(dòng)邊框的金屬線(xiàn)框架放在肥皂液中，然后取出懸掛，活動(dòng)邊在下面。由于金屬框上的肥皂膜的表面張力作用，可滑動(dòng)的邊會(huì)被向

18、上拉，直至頂部。 把作用于單位邊界線(xiàn)上的這種力稱(chēng)為表面張力，用 表示，單位是Nm-1。表面張力起源于由分子間力而引起的“凈吸力”。 如果在活動(dòng)邊框上掛一重物，使重物質(zhì)量W2與邊框質(zhì)量W1所產(chǎn)生的重力F（F=（W1+W2）g）與總的表面張力大小相等方向相反，則金屬絲不再滑動(dòng)。 這時(shí) 2Fl l是滑動(dòng)邊的長(zhǎng)度，因膜有兩個(gè)面，所以邊界總長(zhǎng)度為2l， 就是作用于單位邊界上的表面張力。 表面自由能和表面張力（表面自由能和表面張力（surface tensionsurface tension）關(guān)于表面張力與關(guān)于表面張力與Gibbs自由能自由能（1 1）表面張力是由于處于表面層的分子受到“凈吸力”的作用而產(chǎn)

19、生的與表面相切，與“凈吸力”相互垂直，引起液體表面自動(dòng)收縮的力。（2）表面張力與表面吉布斯自由能是同一數(shù)值的二個(gè)不同概念，前者從力學(xué)角度，而后者從能量角度討論界面所存在現(xiàn)象（3）表面張力是物質(zhì)的自然屬性，與物質(zhì)的性質(zhì)、溫度、壓力、組成以及共存的另一相有關(guān)表面自由能與表面張力表面自由能與表面張力 對(duì)于表面相，我們從對(duì)于表面相，我們從“能能”和和“力力”的角度引出的角度引出了兩個(gè)不同的概念：了兩個(gè)不同的概念：表面自由能與表面張力表面自由能與表面張力。事實(shí)上。事實(shí)上這兩個(gè)概念有著密切的聯(lián)系這兩個(gè)概念有著密切的聯(lián)系兩者量綱相同兩者量綱相同22JN mNmmm表面自由能的量綱表面自由能的量綱表面張力量綱

20、表面張力量綱界面張力與溫度的關(guān)系界面張力與溫度的關(guān)系溫度升高，界面張力下降。這可用熱力學(xué)公式說(shuō)明：BBBdddddnAPVTSG因?yàn)檫\(yùn)用全微分的性質(zhì)，可得：BB,)()(nPAnPTTAS等式左方為正值，因?yàn)楸砻娣e增加，熵總是增加的。所以 隨T的增加而下降。從分子熱運(yùn)動(dòng)與溫度的關(guān)系，又如何作出解釋?zhuān)繌姆肿訜徇\(yùn)動(dòng)與溫度的關(guān)系，又如何作出解釋?zhuān)勘砻孀杂赡芘c表面張力表面自由能與表面張力 表面張力是物質(zhì)的一種特性，并與溫度、壓力、組成以及共存的另一相的性質(zhì)等因素有關(guān)。表面張力與物質(zhì)的本性有關(guān)。界面張力與壓力關(guān)系界面張力與壓力關(guān)系 壓力影響表面張力的原因： 改變氣相分子的密度 氣體分子在液體表面的吸附

21、氣體分子溶解在液體內(nèi)部等結(jié)果：壓力增加，界面張力下降。通常每增加 10atm，界面張力下降1mN/m 表面張力一般隨壓力的增加而下降。因?yàn)閴毫υ黾?，氣相密度增加，表面分子受力不均勻性略有好轉(zhuǎn)。另外，若是氣相中有別的物質(zhì)，則壓力增加，促使表面吸附增加，氣體溶解度增加，也使表面張力下降。 界面張力與物質(zhì)屬性的關(guān)系界面張力與物質(zhì)屬性的關(guān)系1.表面張力與分子間相互作用力的關(guān)系表面張力與分子間相互作用力的關(guān)系 對(duì)純液體或純固體，表面張力決定于分子間形成的化學(xué)鍵能的大小，一般化學(xué)鍵越強(qiáng)，表面張力越大。(金屬鍵) (離子鍵) (極性共價(jià)鍵) (非極性共價(jià)鍵) 2. 表面張力與分子極性關(guān)系表面張力與分子極性關(guān)

22、系 表面張力是由于分子間力而引起的靜吸力所產(chǎn)生，表面張力是由于分子間力而引起的靜吸力所產(chǎn)生，因此因此極性分子極性分子物質(zhì)的表面張力比物質(zhì)的表面張力比非極性分子非極性分子物質(zhì)的表面物質(zhì)的表面張力大。張力大。 彎曲表面現(xiàn)象彎曲表面現(xiàn)象彎曲表面下的附加壓力1.在平面上2.在凸面上3.在凹面上Young-Laplace公式 Klvin公式 彎曲液面上的附加壓力彎曲液面上的附加壓力 研究平面上某一小面積AB周?chē)氖芰η闆r，由于邊界上每點(diǎn)的兩邊都存在表面張力，大小相等，方向相反，當(dāng)平衡時(shí)，沿AB周界的表面張力相互抵消。 液體受到向下的大氣壓力為p o，向上的反作用力也為p o ，可見(jiàn)平面液體表內(nèi)外的壓力相

23、等液面正面圖0p1.1.在平面上在平面上AB 彎曲液面上的附加壓力彎曲液面上的附加壓力0spp2.2.在凸面上在凸面上 在液滴球面上AB小圈周?chē)氖芰η闆r,由于每點(diǎn)兩邊的表面張力都與液面相切,大小相等，但不在同一平面上,不能相消,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向下的合力。0psp這合力稱(chēng)為附加壓力,指向圓心所有點(diǎn)產(chǎn)生的合力之和為sp球面上受的總壓力為：球面上受的總壓力為：spAB 彎曲液面上的附加壓力彎曲液面上的附加壓力3.在凹面上0spp這合力稱(chēng)為附加壓力,指向圓心所有點(diǎn)產(chǎn)生的合力之和為sp氣泡內(nèi)壁受的總壓力為：sp0p 在氣泡內(nèi)壁上AB小圈周?chē)氖芰η闆r,由于每點(diǎn)兩邊的表面張力都與內(nèi)壁相切,大小相等，但不在同

24、一平面上,不能相消,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向圓心的合力。溶液spAB彎曲液面下的附加壓力p0GLPi = p0p0psPi = p0 + pspsp0Pi= p0 - psPi :液體內(nèi)部的壓力Ps :附加壓力(additional pressure)Ps的大小與哪些因素有關(guān)？揚(yáng)揚(yáng)- -拉普拉斯公式拉普拉斯公式 1805年Young-Laplace導(dǎo)出了附加壓力與曲率半徑之間的關(guān)系式：特殊式（對(duì)球面）：s2RP 根據(jù)數(shù)學(xué)上規(guī)定，凸面的曲率半徑取正值，凹面的曲率半徑取負(fù)值。所以，凸面的附加壓力指向液體，凹面的附加壓力指向氣體，即附加壓力總是指向球面的球心。一般式：)11(21sRRPYoung-Laplac

25、e 特殊式的推導(dǎo)(1)在毛細(xì)管內(nèi)充滿(mǎn)液體，管端有半徑為R 的球狀液滴與之平衡。 外壓為 p0 ，附加壓力為 ps ,液滴所受總壓為：p0 + ps 附加壓力方向指向球心附加壓力方向指向球心P0Young-Laplace特殊式的推導(dǎo)特殊式的推導(dǎo)2.對(duì)活塞稍加壓力，將毛細(xì)管內(nèi)液體壓出少許，使液滴體積增加dV，相應(yīng)地其表面積增加dA。克服附加壓力ps，環(huán)境所作的功與可逆增加表面積的吉布斯自由能增加應(yīng)該相等。324 d4d3VRVRR代入得：2sRpsddp VA24 d8dARAR R揚(yáng)揚(yáng)- -拉普拉斯公式討論拉普拉斯公式討論：1. 凸形液面 (r0） ps 0 , pi po ; 凹形液面 (r

26、0) ps 0 , pi po ； 平面 r = ps = 0 , pi = po Ps 總是指向曲面的球心2. 越大，R越小，則 ps 越大3. 由于液體或固體小顆粒的內(nèi)部存在較大的附加壓力，引起體系物理、化學(xué)性質(zhì)的改變。 氣泡的附加壓力是否與液滴的附加壓力相等？氣泡的附加壓力是否與液滴的附加壓力相等？2sRp與揚(yáng)揚(yáng)- -拉普拉斯方程相關(guān)的有趣現(xiàn)象拉普拉斯方程相關(guān)的有趣現(xiàn)象與應(yīng)用與應(yīng)用1.1.毛細(xì)現(xiàn)象毛細(xì)現(xiàn)象2.2.“氣蝕氣蝕”現(xiàn)象現(xiàn)象3.3.“氣塞氣塞”現(xiàn)象現(xiàn)象 毛細(xì)現(xiàn)象毛細(xì)現(xiàn)象什么是毛細(xì)現(xiàn)象什么是毛細(xì)現(xiàn)象? ? 當(dāng)把毛細(xì)管插入液體中當(dāng)把毛細(xì)管插入液體中, ,管中液面會(huì)管中液面會(huì)高于或高于

27、或低于管外的平面，這種現(xiàn)象稱(chēng)為毛細(xì)現(xiàn)象。低于管外的平面，這種現(xiàn)象稱(chēng)為毛細(xì)現(xiàn)象。產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象的原因產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象的原因?毛細(xì)現(xiàn)象與哪些因素有關(guān)毛細(xì)現(xiàn)象與哪些因素有關(guān)? ?毛細(xì)現(xiàn)象有那些應(yīng)用？毛細(xì)現(xiàn)象有那些應(yīng)用？ 毛細(xì)上升現(xiàn)象毛細(xì)上升現(xiàn)象當(dāng)把潔凈的玻璃毛細(xì)管插入純水中時(shí),0pBh2H O管內(nèi)液面呈凹面并高于管外的水平面因?yàn)榘济鍮點(diǎn)處有向上的附加壓力,使B點(diǎn)處壓力比平面上小管內(nèi)液面上升后又達(dá)成了新的平衡h高度的水柱壓力就等于附加壓力 毛細(xì)下降現(xiàn)象毛細(xì)下降現(xiàn)象當(dāng)把潔凈的玻璃毛細(xì)管插入汞中時(shí),0pAhHg管內(nèi)液面呈凸面并低于管外的汞平面因?yàn)橥姑鍭點(diǎn)處有向下的附加壓力,使A點(diǎn)處壓力比平面上大管內(nèi)液面下降后又

28、達(dá)成了新的平衡h高度的汞柱壓力就等于附加壓力毛細(xì)管上升與下降現(xiàn)象毛細(xì)管上升與下降現(xiàn)象- 柱高度與附加壓力關(guān)系柱高度與附加壓力關(guān)系 將一支干凈的毛細(xì)管將一支干凈的毛細(xì)管插入液體時(shí)，若液體能潤(rùn)插入液體時(shí)，若液體能潤(rùn)濕毛細(xì)管，則在表面張力濕毛細(xì)管，則在表面張力的作用下液體沿毛細(xì)管壁的作用下液體沿毛細(xì)管壁上升。上升高度與液體表上升。上升高度與液體表面張力有關(guān)。面張力有關(guān)。附加壓力與毛細(xì)管中液面高度的關(guān)系1.曲率半徑R與毛細(xì)管半徑R的關(guān)系： R=R/cosq2.ps=2/R=(rl-rg)gh如果曲面為球面，則R=R。因rlrg所以：ps=2/R=rlgh一般式：2 cosq/R=Drgh（毛細(xì)管上升公

29、式）有什么應(yīng)用？2.“氣蝕”現(xiàn)象 20世紀(jì)初世紀(jì)初,當(dāng)?shù)谝慌h(yuǎn)洋巨輪制造成功當(dāng)?shù)谝慌h(yuǎn)洋巨輪制造成功,下水試下水試航航12h后后,發(fā)現(xiàn)螺旋槳千瘡百孔發(fā)現(xiàn)螺旋槳千瘡百孔,不能使用不能使用. 原因原因:水中無(wú)數(shù)極細(xì)微小的小氣泡造成水中無(wú)數(shù)極細(xì)微小的小氣泡造成.通常將通常將小氣泡對(duì)金屬螺旋槳造成的損害稱(chēng)為小氣泡對(duì)金屬螺旋槳造成的損害稱(chēng)為“氣蝕氣蝕”。 為什么為什么“小氣泡小氣泡”有這么大的危害？有這么大的危害？ 解決方法：在螺旋槳葉片表面上涂上二硫代碳解決方法：在螺旋槳葉片表面上涂上二硫代碳酸二乙酯鈉，防止氣泡產(chǎn)生。酸二乙酯鈉，防止氣泡產(chǎn)生。3.“氣塞氣塞”現(xiàn)象現(xiàn)象 護(hù)士給病人注射各種針劑時(shí)，注射前

30、一定要檢查針筒中是否有小氣泡，若有小氣泡，必須除去。為什么？ “高壓氧艙”是腦疾病治療與康復(fù)的方法，治療結(jié)束后，要從高壓向低壓慢慢過(guò)渡，為什么？海底潛水員返回海面途中必須緩慢上升，為什么？ 問(wèn)題1：在滴管內(nèi)的液體為什么必須給橡膠乳頭加壓時(shí)在滴管內(nèi)的液體為什么必須給橡膠乳頭加壓時(shí)液體才能滴出？用同一滴管在同一條件下分別滴下同體積液體才能滴出？用同一滴管在同一條件下分別滴下同體積的三種液體：水、硫酸水溶液、丁醇水溶液，則它們的滴的三種液體：水、硫酸水溶液、丁醇水溶液，則它們的滴數(shù)是否一樣多？數(shù)是否一樣多？問(wèn)題問(wèn)題2：在裝有部分液體的毛細(xì)管中，當(dāng)一端加熱時(shí)，在裝有部分液體的毛細(xì)管中，當(dāng)一端加熱時(shí)，（

31、如圖（如圖 所示）所示）(a) 潤(rùn)濕性液體向潤(rùn)濕性液體向 毛細(xì)管哪一端移動(dòng)？毛細(xì)管哪一端移動(dòng)？(b) 不潤(rùn)濕液體向哪一端移動(dòng)？不潤(rùn)濕液體向哪一端移動(dòng)？ 為什么？為什么？問(wèn)題問(wèn)題3：12彎曲液面上的飽和蒸汽壓彎曲液面上的飽和蒸汽壓開(kāi)爾文公式開(kāi)爾文公式mmlglg(l)(g)ddTTGGppppmlmg(l)d(g)dVpVplgl,0g,0mlg(l)ddlnppppVpRTpgdlnRTpmm(l)(g) GG小液滴(T,pl)小液滴蒸汽壓(T,pg)平面液體(T,Pl，0)正常蒸汽壓(T,pg，0) mm(l)(g) GG對(duì)小液滴與蒸汽的平衡，應(yīng)有相同形式。設(shè)氣體為理想氣體彎曲表面上的蒸汽壓

32、彎曲表面上的蒸汽壓開(kāi)爾文公式開(kāi)爾文公式g0mllg,0(l)()lnpVppRTpmg02 (l)2 ln()pVMRTpRRr這就是Kelvin公式，式中r為密度，M 為摩爾質(zhì)量。0llsppp2Rmg02 (l)2 ln()pVMRTpRRr對(duì)凹面，R取負(fù)值，R越小，小蒸汽泡中的蒸汽 壓越低。越不易揮發(fā)。對(duì)凸面，R取正值，R越小，液滴的蒸汽壓越高，越容易揮發(fā)。彎曲表面上的蒸汽壓彎曲表面上的蒸汽壓開(kāi)爾文公式開(kāi)爾文公式 Kelvin公式也可以表示為兩種不同曲率半徑的液滴或蒸汽泡的蒸汽壓之比，或兩種不同大小顆粒的飽和溶液濃度之比。1212112lnRRMppRTr對(duì)凸面，R取正值，R越小，液滴的

33、蒸汽壓越高 對(duì)凹面，R取負(fù)值，R越小，小蒸汽泡中的蒸汽壓越低。彎曲表面上的蒸汽壓彎曲表面上的蒸汽壓開(kāi)爾文公式的遷移開(kāi)爾文公式的遷移例：在例：在 293K 時(shí)，當(dāng)水銀被分散成半徑為時(shí)，當(dāng)水銀被分散成半徑為 110 -7cm 的微小汞粒的微小汞粒時(shí)其蒸氣壓為多少？時(shí)其蒸氣壓為多少？ 這時(shí)氣體中飽和水銀蒸氣含量以這時(shí)氣體中飽和水銀蒸氣含量以 mgm -3計(jì)計(jì)算有多少？（算有多少？（ 已知已知 298K 時(shí)一般狀態(tài)下水銀蒸氣壓時(shí)一般狀態(tài)下水銀蒸氣壓為為 1.7310 -4 kPa、氣體中飽和水銀蒸氣含量氣體中飽和水銀蒸氣含量為為 14.3mgm -3，水銀表面張力為水銀表面張力為 471.610-3N

34、m -1)。已知汞的密度為已知汞的密度為13.610 3kg.m-3解：解：(1) KeLVin 公式：公式： RTln(pr/p0)2M/r(l) ln(pr/p0)2M/RTr(l) 2471.610-3200.6 10-3/（8.314293110-913.610 3）5.711 pr/p0302.2 pr302.21.7310-4100052.28 Pa (2) pVWRT/M W pVM/RT52.281200.6/（8.314293） 4.313 g/m3 4313 mgm -3 (世界衛(wèi)生組織規(guī)定，汞蒸氣在世界衛(wèi)生組織規(guī)定，汞蒸氣在1m3空氣中最高允許含量為空氣中最高允許含量為1

35、10-5g。)開(kāi)爾文公式的應(yīng)用開(kāi)爾文公式的應(yīng)用- -介穩(wěn)狀態(tài)和新相的生成介穩(wěn)狀態(tài)和新相的生成pTTt過(guò)熱液體、過(guò)冷液體、過(guò)熱液體、過(guò)冷液體、過(guò)飽和蒸汽過(guò)飽和蒸汽-介穩(wěn)狀態(tài)介穩(wěn)狀態(tài)過(guò)熱液體過(guò)熱液體-暴沸現(xiàn)象暴沸現(xiàn)象 100oC時(shí)，小氣泡內(nèi)pgp0+ps,不能沸騰。直到 T超過(guò)100oC，在一個(gè)更高的溫度下，pg= p0+ps ,形成暴沸液氣固過(guò)冷凹面。？凹面。？湖泊大海中的水湖泊大海中的水太陽(yáng)照射、太陽(yáng)照射、蒸發(fā)蒸發(fā)高空、冷空氣GL小水珠小水珠大大雨滴雨滴小小蒸發(fā)蒸發(fā)空氣中的塵?？諝庵械膲m埃凝聚中心凝聚中心雨落下雨落下人工降雨人工降雨干冰或干冰或碘化銀碘化銀-結(jié)晶結(jié)晶中心中心高空噴灑高空噴灑增加

36、增加水珠水珠半徑半徑形成雨滴形成雨滴過(guò)飽和溶液過(guò)飽和溶液開(kāi)爾文公式的遷移應(yīng)用開(kāi)爾文公式的遷移應(yīng)用微小晶體顆粒的飽和濃度大于普通晶體的飽和濃度；晶體顆粒越小，溶解度越大。當(dāng)溶液在恒溫下濃縮時(shí)，溶質(zhì)的濃度逐漸增大，達(dá)到普通晶體的飽和度時(shí)，對(duì)微小晶體仍未達(dá)到飽和，所以不析出微小晶體。此時(shí)溶液為過(guò)飽和溶液溶液過(guò)飽和程度太大，會(huì)生成過(guò)于細(xì)小的晶體顆粒，不利于過(guò)濾和洗滌向溶液中投入小晶體，防止過(guò)飽和程度過(guò)高，并獲得較大的晶體，這是晶體的”陳化”原理12s12112lnRRMccRTlrlnS(r)/S(0) = 2M(s-l)/RTr小顆粒具小顆粒具有更高的有更高的溶解度溶解度 問(wèn)題1：在進(jìn)行蒸餾實(shí)驗(yàn)時(shí)要

37、在蒸餾燒瓶中加些碎磁片或沸石在進(jìn)行蒸餾實(shí)驗(yàn)時(shí)要在蒸餾燒瓶中加些碎磁片或沸石以防止暴沸其道理何在？為什么燒開(kāi)水不用加沸石？以防止暴沸其道理何在？為什么燒開(kāi)水不用加沸石？ 問(wèn)題問(wèn)題3：如果在一杯含有極微小蔗糖晶粒的蔗糖飽和溶液中，投如果在一杯含有極微小蔗糖晶粒的蔗糖飽和溶液中，投入一塊較大的蔗糖晶體，在恒溫密閉的條件下，放置一段時(shí)間，入一塊較大的蔗糖晶體，在恒溫密閉的條件下，放置一段時(shí)間，這時(shí)這杯溶液有什么變化？這時(shí)這杯溶液有什么變化？問(wèn)題問(wèn)題2：密閉的玻璃罩；里面有個(gè)大小不一的水珠你能下列問(wèn)題作出對(duì)回答？你能下列問(wèn)題作出對(duì)回答？ 天空為什么會(huì)下雨？人工降雨依據(jù)什么原理？向高空拋撒粉劑為什么能人工

38、降雨？ 為什么會(huì)產(chǎn)生液體過(guò)熱現(xiàn)象？加入沸石為什么能消除過(guò)熱現(xiàn)象？ 利用晶體的“陳化”，為什么可以得到大小趨于一致的結(jié)晶顆粒？ 許多看似簡(jiǎn)單、習(xí)以為常的東西實(shí)際上隱含著許許多看似簡(jiǎn)單、習(xí)以為常的東西實(shí)際上隱含著許多物理化學(xué)的原理多物理化學(xué)的原理 8.3 溶液的表面性質(zhì)溶液的表面性質(zhì)溶液的表面吸附溶液的表面吸附現(xiàn)象現(xiàn)象 固體表面分子因受力的不均勻而使固體具有表面自由能，因此可自發(fā)地吸附氣體或液體分子以降低自身的表面能。同樣，溶液表面也會(huì)對(duì)溶液中的溶質(zhì)產(chǎn)生吸附，并影響溶液的表面性質(zhì)。 溶液的表面張力與溶液表面層的組成有關(guān)。若加入的溶質(zhì)力求濃集在溶液表面，使表面張力降低并使體系的表面自由能下降，則溶質(zhì)

39、在表面層中的濃度會(huì)高于它在本體溶液中的濃度， 反之，當(dāng)加入的溶質(zhì)使表面張力升高時(shí)，它在表面層中的濃度將低于它在本體中的濃度。 溶質(zhì)在溶液表面層中的濃度與在溶液本體中濃度不同的現(xiàn)溶質(zhì)在溶液表面層中的濃度與在溶液本體中濃度不同的現(xiàn)象，稱(chēng)為溶液的表面吸附。象，稱(chēng)為溶液的表面吸附。 溶液的表面張力與溶質(zhì)濃度之間的關(guān)系與溶劑、溶質(zhì)的種類(lèi)有關(guān)。當(dāng)純水中加入溶質(zhì),溶液的表面張力會(huì)發(fā)生變化,幾種類(lèi)型如圖所示(1)(3)c(1) (1) 非表面活性物質(zhì)非表面活性物質(zhì) 加入后,能使水的表面張力明顯升高,如曲線(xiàn)(1)所示. 無(wú)機(jī)鹽和不揮發(fā)的酸、堿等屬于這一類(lèi)。(2)泉水或井水因?yàn)楹V物質(zhì)多，故表面張力大 。溶液的表

40、面張力與溶質(zhì)濃度的關(guān)系溶液的表面張力與溶質(zhì)濃度的關(guān)系 (1)(3)c(2)(2) (2) 表面活性物質(zhì)表面活性物質(zhì) 加入后,能使水的表面張力降低,如曲線(xiàn)(2)所示. 如碳鏈較短的脂肪酸、醇、酮、醛、胺等有機(jī)化合物。 溶液的表面張力與溶質(zhì)濃度的關(guān)系溶液的表面張力與溶質(zhì)濃度的關(guān)系 (3) (3) 表面活性劑表面活性劑 加入少量后,能使水的表面張力顯著降低 碳?xì)滏溨泻?個(gè)碳以上的有機(jī)酸的各種鹽都屬于表面活性劑。 (1)(3)c(2)溶液的表面張力與溶質(zhì)濃度的關(guān)系溶液的表面張力與溶質(zhì)濃度的關(guān)系 溶入后能使溶液的表面張力顯著降低，并且在表面層發(fā)生正吸附的物質(zhì)稱(chēng)為表面活性物質(zhì)表面活性物質(zhì)，或稱(chēng)表，或稱(chēng)表

41、面活性劑。面活性劑。 溶入后將使溶液的表面張力有所增加，并且在表面層發(fā)生負(fù)吸附的物質(zhì)，稱(chēng)為非表面活性物質(zhì)非表面活性物質(zhì)。 上述體系中，溶質(zhì)在溶液中的分布是不均勻的。若表面層的濃度和本體的濃度不同，即發(fā)生了吸附作用。 把溶質(zhì)在表面層的濃度大于本體濃度的稱(chēng)為正吸附正吸附，反之，溶質(zhì)在表面層濃度比本體濃度小的稱(chēng)為負(fù)吸附負(fù)吸附。表面活性劑表面活性劑 表面活性劑的分子中都含有一個(gè)親水基團(tuán)和一個(gè)疏水（親油）基團(tuán)，這種分子稱(chēng)為兩親分子。 當(dāng)表面活性劑溶于水中后，親水基團(tuán)趨向于進(jìn)入水中，而疏水的碳?xì)滏溒髨D逃離水面，所以在濃度不太大時(shí)一般都定向排列在水面上。 還有一類(lèi)物質(zhì)雖然不一定能降低水的表面張力，但是能明顯

42、改變兩種物質(zhì)的界面性質(zhì)，如潤(rùn)濕劑、乳化劑、破乳劑、起泡劑和洗滌劑等也都稱(chēng)為表面活性劑。 Gibbs 吸附等溫式 Gibbs用熱力學(xué)方法，求得在定溫下溶液濃度、表面張力與吸附量之間的定量關(guān)系的微分方程，稱(chēng)為Gibbs吸附等溫式。即BBBTaRTa 或BBBTcRTc BB, ac分別是溶質(zhì)B的活度和濃度B是溶質(zhì)B的表面超額（或表面超量、表面過(guò)剩） Gibbs 吸附等溫式表面超額的物理意義： 在單位面積的表面層中，所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量與具有相同數(shù)量溶劑的本體溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量之差值。表面超額的單位：2mol m 表面超額的值可以是正值，即表面濃度大于本體濃度。加入表面活性劑時(shí)是如此。 表面超額

43、的值可以是負(fù)值，即表面濃度小于本體濃度。加入非表面活性劑時(shí)是如此。BBBTcRTc 如何理解？ Gibbs 吸附等溫式（1） 增加溶質(zhì)B的濃度使表面張力下降，表面超額為正值，是正吸附。表面層中溶質(zhì)濃度大于本體濃度。表面活性物質(zhì)屬于這種情況。B0 TcB0（2） 增加溶質(zhì)B的濃度使表面張力上升，表面超額為負(fù)值，是負(fù)吸附。表面層中溶質(zhì)濃度小于本體濃度。非表面活性物質(zhì)屬于這種情況。B0 TcB0 表面活性劑分子在界面上的定向排列表面活性劑分子是兩親分子,具有親水和親油基團(tuán)親水基團(tuán)進(jìn)入水中,親油基團(tuán)朝向空氣表面活性劑分子在溶液表面定向排列溶液表面溶液表面碳?xì)滏溙細(xì)滏?表面活性劑分子在界面上的定向排列c

44、表面超額是正值表面超額隨濃度增加而遞增如曲線(xiàn)前半段所示B 當(dāng)表面吸附達(dá)飽和,表面超額為極大值如曲線(xiàn)后半段所示m m 稱(chēng)為飽和吸附量實(shí)驗(yàn)測(cè)定飽和吸附量,可計(jì)算活性劑分子的截面積s ALm1表面超額的單位：2mol m如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)求取表面超量 如何從實(shí)驗(yàn)中獲得飽和吸附量？如何從實(shí)驗(yàn)中獲得飽和吸附量？ Tangent(切線(xiàn)切線(xiàn)) method 求取求取 通過(guò)實(shí)驗(yàn)，測(cè)出不同濃度下溶液的值，作c 關(guān)系曲線(xiàn)，在指定濃度求切線(xiàn)的斜率cBBc)(BcBBBTaRTa B 表面活性劑的結(jié)構(gòu)與分類(lèi)表面活性劑的分類(lèi) 表面活性劑通常采用按化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)分類(lèi)，分為離子型和非離子型兩大類(lèi) 顯然陽(yáng)離子型和陰離子型的表面活性劑不

45、能混用，否則可能會(huì)發(fā)生沉淀而失去活性作用。 離子型中又可分為陽(yáng)離子型、陰離子型和兩性型表面活性劑。 表面活性劑的分類(lèi)表面活性劑的分類(lèi)1.離子型2.非離子型陽(yáng)離子型陰離子型兩性型表面活性劑 表面活性劑的分類(lèi)陰離子型+15311531C H COONaC H COONa 陽(yáng)離子型1633316333C HNH ClC HNHCl 兩性型 CH3 |R-N+-CH2COONa | CH3 CH3 |R-N+-CH2COO- +Na + | CH3 （1） 膠束和臨界膠束濃度 表面活性劑分子是兩親分子。溶解在水中達(dá)一定濃度時(shí)，其非極性部分會(huì)自相結(jié)合，形成聚集體，使憎水基向里、親水基向外。這種多分子聚集

46、體稱(chēng)為膠束。 隨著親水基不同和濃度不同，形成的膠束可呈現(xiàn)棒狀、層狀或球狀等多種形狀。 表面活性劑的基本性質(zhì) 膠束和臨界膠束濃度臨界膠束濃度 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。這種開(kāi)始形成膠束的最低濃度稱(chēng)為臨界膠束濃度 這時(shí)溶液性質(zhì)與理想性質(zhì)發(fā)生偏離，繼續(xù)增加活性劑濃度，表面張力不再降低，而膠束不斷增多、增大。簡(jiǎn)稱(chēng) CMC 膠束和臨界膠束濃度活性劑濃度低于活性劑濃度低于CMC小型膠束活性劑濃度等于活性劑濃度等于CMC層狀膠束 活性劑濃度大于活性劑濃度大于CMC 膠束和臨界膠束濃度

47、在臨界膠束濃度前后，不僅表面張力有顯著變化，其他許多物理性質(zhì)如電導(dǎo)率、滲透壓、去污能力等也產(chǎn)生很大的變化(見(jiàn)圖8-13)。由圖可見(jiàn)，要充分發(fā)揮表面活性物質(zhì)的作用，必須使其濃度稍大于臨界膠束濃度。 在膠束締合狀態(tài)下的表面活性劑溶液處于高度有序的單晶和無(wú)序的液態(tài)之間的介晶相，即液晶態(tài)。 近年來(lái)利用表面活性劑液晶作為微孔或介孔材料的合成模版或納米材料陣列的合成介質(zhì)； 或利用表面活性劑液晶模擬生物組織中的信息能量傳遞及物質(zhì)輸運(yùn)，使表面活性劑液晶被應(yīng)用于生物化學(xué)、仿生學(xué)及其材料合成領(lǐng)域。 （2）親水親油平衡 表面活性劑都是兩親分子，由于親水和親油基團(tuán)的不同，很難用相同的單位來(lái)衡量HLB值 =親水基質(zhì)量親

48、水基質(zhì)量 + 憎水基質(zhì)量100/5對(duì)非離子型的表面活性劑，HLB的計(jì)算公式為： Griffin提出了用一個(gè)相對(duì)的值即HLB值來(lái)表示表面活性物質(zhì)的親水性 表面活性劑的基本性質(zhì)例如：石蠟無(wú)親水基，所以 HLB = 0 聚乙二醇，全部是親水基，HLB = 20其余非離子型表面活性劑的HLB值介于0-20之間。 親水親油平衡HLB值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 | | | | | | 石蠟 W/O乳化劑 潤(rùn)濕劑 洗滌劑 增溶劑 | | 聚乙二醇 O/W乳化劑例如：HLB值在2-6之間，作油包水型的乳化劑；8-10之間作潤(rùn)濕劑；12-18之間作為水包油型乳化劑。餐具洗滌劑配方（表面活性劑應(yīng)用例子）餐具洗滌劑配方（表面活性劑應(yīng)用例子） 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（陰離子）（脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（陰離子）（15%15%） 洗滌劑、發(fā)泡劑，硬水中穩(wěn)定，溶液中呈中性或微堿性 脂肪醇聚氧乙烯醚脂肪醇聚氧乙烯醚 （非離子）（非離子） （5%5%） 潤(rùn)濕、乳化效果好，耐硬水、可低溫洗滌 烷基醇酰胺烷基醇酰胺 （非離子）（非離子） （5%5%） 發(fā)泡、穩(wěn)泡、增稠、增溶 苯甲酸鈉苯甲酸鈉 殺菌劑 （2%2%） 乙醇乙醇 溶劑 （3%3%） 色料、水色料、水