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1、第四节 吸附现象ADSORPTION PHENOMENAADSORPTION PHENOMENA 定义：物质在相表面和相内部浓度不同的现象，称为吸附。1 1 表面活性剂吸附表面活性剂吸附2 2 聚合物的吸附聚合物的吸附3 3 离子吸附离子吸附补充内容一、什么是表面活性剂1. 定义少量存在就能大大降低表面张力的物质。 2. 结构特点两种基团：亲水基团、疏水（亲油）基团3.表面活性剂降低表面张力的原因二、表面活性剂的分类(一)按电学性质分类（二）按分子量分类第一类：阴离子型表面活性剂第一类：阴离子型表面活性剂第一类：阴离子型表面活性剂第二类：阳离子型表面活性剂第二类：阳离子型表面活性剂第二类：阳离
2、子型表面活性剂第三类：非离子型表面活性剂第三类：非离子型表面活性剂1.阴离子-非离子型2.阳离子-非离子型3.阳离子-阴离子型第四类 两性活性剂(二) 按分子量大小分类可分为低分子表面活性剂和高分子表面活性剂。三、表面活性剂的稀溶液和浓溶液1.极稀溶液溶液中表面活性剂单分子界面吸附层中的表面活性剂分子2.稀溶液溶液中表面活性剂的缔合分子溶液中表面活性剂单分子界面吸附层中的表面活性剂分子三、表面活性剂的稀溶液和浓溶液3.较浓溶液胶束：溶液中表面活性剂分子的结合体临界胶束浓度(cmc)：表面活性剂在溶液中开始明显生成胶束的浓度胶束三、表面活性剂的稀溶液和浓溶液4.浓溶液三、表面活性剂的稀溶液和浓溶
3、液表面活性剂的表面活性剂的HLBHLB值值 （HydrophileHydrophileLipophileLipophile Balance Balance） HLBHLB代表亲水亲油能力的平衡关系。每一代表亲水亲油能力的平衡关系。每一 个活性剂都有相应的个活性剂都有相应的HLBHLB值。值。HLBHLB是一个相对值。通常将是一个相对值。通常将亲油性强的油亲油性强的油 酸的酸的HLBHLB值规定为值规定为1 1，而将，而将亲水性强的油酸亲水性强的油酸 钠的钠的HLBHLB值规定为值规定为1818。以这两个值为标准，。以这两个值为标准， 就可以相对的确定每种表面活性剂的就可以相对的确定每种表面活性
4、剂的HLBHLB值值 。HLBHLB值越大，亲水性越强值越大，亲水性越强 表面活性剂根据需要，可根据HLB值选择合适的表面活性剂。例如：HLB值在26之间，可作油包水型的乳化剂；810之间作润湿剂；1218之间作为水包油型乳化剂。表面活性剂乳化作用乳化作用 起泡和消泡作用起泡和消泡作用 润湿反转作用润湿反转作用 增溶作用增溶作用 洗净作用洗净作用抑制腐蚀作用抑制腐蚀作用 表面活性剂的作用 表面活性剂表面活性剂聚集状态1 表面活性剂的吸附-影响表面活性 剂吸附气液 界面液液 界面固液 界面表面张力界面张力润湿性表面活 性剂损耗粘附功曲界面 压力差毛细上升 下降贾敏效应表面活性剂的吸附-经验公式表
5、面活性 剂吸附气液 界面液液 界面固液 界面Gibbs吸附等温式Langmuir吸附 等温式单层、 最简单 情况(直线部分)(水平线部分 )图2-13 NP-8.5在CaCO3界面上的吸附等温线（20）当c2很小时，表面活性剂的吸附-运用cmc单层吸附胶束的形成胶束的形成石油磺酸盐在高岭土界面上的吸附等温线图2-14 石油磺酸盐在高岭土界面上的吸附等温线（50）段段为石油磺酸盐在高岭土为石油磺酸盐在高岭土 界面上单层吸附。界面上单层吸附。段段则由于表面活性剂胶束则由于表面活性剂胶束 的形成，使吸附层中的表面的形成，使吸附层中的表面 活性剂通过下面的平衡：活性剂通过下面的平衡：转移至胶束中去，使
6、它的吸附量转移至胶束中去，使它的吸附量 减少。减少。吸附层中的吸附层中的 表面活性剂表面活性剂溶液中表溶液中表 面活性剂面活性剂胶束中的胶束中的 表面活性表面活性 剂剂双层吸附单层吸附向双 层吸附过渡单层吸附石油羧酸盐在高岭土界面上的吸附等温线石油羧酸盐在高岭土界面上的吸附等温线cmc吸附情况复杂吸附情况复杂, ,具体条件下具体条件下 的吸附等温线由实验做出。的吸附等温线由实验做出。多分子层吸附理论多分子层吸附理论B B、E E、T T公式公式图2-16 石油羧酸盐在高岭土界面上的吸附等温线（45）段段是单层吸附。是单层吸附。段段和段和段是单层饱和吸附是单层饱和吸附 向双层饱和吸附的过渡。向双
7、层饱和吸附的过渡。段段是表面活性剂胶束形成是表面活性剂胶束形成 后，使吸附层中的表面活性后，使吸附层中的表面活性 剂平衡转移至胶束中而减少剂平衡转移至胶束中而减少 了它在界面上的吸附量。了它在界面上的吸附量。2 聚合物吸附-根源聚合物色散力氢键静电引力岩石含羟基、羧基、 酰胺基电离砂岩 羟基化砂岩 带负电聚合物吸附-特点 （1）吸附的构象多少量链段吸附，少量链段吸附， 其余以环或悬空其余以环或悬空 端伸展到界面外端伸展到界面外（2）达到平衡时间长（3）解吸难（4）多级吸附（5）随温度变化反常（链段不能同时解吸，与未解析的纠缠在一起）（链段不能同时解吸，与未解析的纠缠在一起）（有多分散性决定的）
8、（有多分散性决定的）（构象变化）（构象变化）（扩散速度慢，稳定（扩散速度慢，稳定 构象时间长）构象时间长）聚合物吸附规律聚合物在固液界面上的吸附量；聚合物在固液界面上的吸附量；聚合物在固液界面上单层吸附时的饱和吸附聚合物在固液界面上单层吸附时的饱和吸附c c2 2吸附平衡时聚合物在液相中的浓度；吸附平衡时聚合物在液相中的浓度； a a在一定温度下是常数。在一定温度下是常数。季胺盐在膨润土界面上的季胺盐在膨润土界面上的 吸附等温线吸附等温线（静电引力）（静电引力）通过静电引力吸附的体系比氢键吸附有更高的吸附量通过静电引力吸附的体系比氢键吸附有更高的吸附量三、离子吸附三、离子吸附FajiansFa
9、jians法法 则则离子主要吸附在离子主要吸附在固液界面固液界面上，离子吸附的结上，离子吸附的结 果使固体界面带电。果使固体界面带电。按按FajansFajans法则，在难溶的离子晶体界面上优先吸法则，在难溶的离子晶体界面上优先吸 附与自己离子相同或与自己离子形成沉淀的离子。附与自己离子相同或与自己离子形成沉淀的离子。离子是按离子是按FajiansFajians法则法则在固体（难溶的离子晶体）界面在固体（难溶的离子晶体）界面 上选择性优先吸附。上选择性优先吸附。FajansFajans法则法则能与组成质点的离子形成不溶物的离子最易被质点表能与组成质点的离子形成不溶物的离子最易被质点表 面吸附，
10、这种离子在胶体化学中定势离子面吸附，这种离子在胶体化学中定势离子 吸附具有复杂性，有时难以截然分开。吸附具有复杂性，有时难以截然分开。上面介绍的三种吸附，有时很难截然划分。如上面介绍的三种吸附，有时很难截然划分。如 离子型表面活性剂、离子型高分子、离子型的高离子型表面活性剂、离子型高分子、离子型的高 分子表面活性剂必然有比单一形式更为复杂的吸分子表面活性剂必然有比单一形式更为复杂的吸 附特性。附特性。吸附的离子叫定势离子，因这种离子的电性决定吸附的离子叫定势离子，因这种离子的电性决定 界面的带电符号。在定势离子外面有按扩散方式排界面的带电符号。在定势离子外面有按扩散方式排 列的反离子（其量与定势离子相等），形成列的反离子（其量与定势离子相等），形成扩散双扩散双 电层电层，产生，产生 电位（电位（zetazeta电位），电位），从而产生各种从而产生各种电动电动 现象现象（电泳、电渗）和（电泳、电渗）和动电现象动电现象（流动电位、沉降（流动电位、沉降 电位）。电位）。
