2023學(xué)年完整公開(kāi)課版表面現(xiàn)象

無(wú)機(jī)與分析技術(shù)基礎(chǔ)化學(xué)教研室葉國(guó)華表面現(xiàn)象氣—液界面液—液界面固—液界面固—?dú)饨缑婀獭探缑?自然界中物質(zhì)的存在界面：氣液固

表面相界面（界面）：兩相之間的接觸面。表面：兩相中若有一相是氣相，則形成的界面為表面。

界面不是平面！界面有一定的厚度。體相截面積AS相相界面相S界面：幾個(gè)分厚,1-10nm。結(jié)構(gòu)與性質(zhì)與相鄰兩相均不同界面（表面）現(xiàn)象：在相界面上發(fā)生的一切物理、化學(xué)現(xiàn)象。一、表面張力與表面能液相定義：表面恒有的一種抵抗擴(kuò)張的力稱為表面張力符號(hào)：σ

單位：N·m-1物理意義：垂直作用于單位長(zhǎng)度相表面上的力1.表面張力液體的表面張力液面面積有縮小到最小值的趨勢(shì)。一、表面張力與表面能定義：物質(zhì)表面層分子比內(nèi)部分子多出的能量稱為表面能。公式：表面能(E)等于表面張力(σ)和表面積(A)的乘積，即：E=σ·A

表面能與表面積關(guān)系：一定壓力和溫度下，組成一定的溶液其表面張力為一個(gè)常數(shù)，當(dāng)表面積越大，表面能越大，表面積越小，表面能越小。

2.表面能物體的表面能有自動(dòng)降低的趨勢(shì)。二、表面吸附吸附：固體或液體表面吸引其它物質(zhì)的分子、原子或離子聚集在其表面上的過(guò)程。吸附質(zhì)：被吸附的物質(zhì)吸附劑：具有吸附作用的物質(zhì)解吸：被吸附在吸附劑上的分子掙脫吸附劑表面而逸出的過(guò)程。吸附平衡：吸附與解吸是相反的過(guò)程，當(dāng)吸附速度與解吸速度相等時(shí)，即達(dá)到吸附平衡。

二、表面吸附(一)固體表面的吸附物理吸附——作用力是范德華力，無(wú)選擇性，吸附速度快，吸附與解吸易達(dá)平衡，低溫時(shí)易發(fā)生物理吸附。化學(xué)吸附——作用力是化學(xué)鍵力，具有選擇性，但吸附與解吸都較慢，升高溫度可增大化學(xué)吸附。

按作用力性質(zhì)的不同，固體表面吸附分為物理吸附和化學(xué)吸附。1.分類二、表面吸附2.應(yīng)用

活性炭常用作防毒面具的除毒劑或用作中藥提取液的脫色劑硅膠和活性氧化鋁常用作色譜分離的吸附劑無(wú)水硅膠常用作干燥劑二、表面吸附1.負(fù)吸附

溶質(zhì)加入水中，在表面層的濃度小于其內(nèi)部濃度，此種吸附稱為負(fù)吸附。2.正吸附（簡(jiǎn)稱吸附）溶質(zhì)加入水中，在表面層的濃度大于溶液內(nèi)部的濃度，這種吸附稱為正吸附

(二)液體表面的吸附三、表面活性劑（一）表面活性劑1.定義：能顯著降低水的表面張力，在兩相分界面上定向排列的一類物質(zhì)。2.結(jié)構(gòu)特征：表面活性物質(zhì)極性基團(tuán)(親水基或疏油基)非極性基團(tuán)（親油基或疏水基）

如―OH、―COOH、―NH2、―SH、―COONa、―SO3Na等

多為直鏈或帶支鏈或帶苯環(huán)的有機(jī)烴基，碳原子在8個(gè)以上。

十二烷基硫酸鈉的分子模型

親油基親水基三、表面活性劑三、表面活性劑3.基本性質(zhì)（1）在兩相界面定向排列（2）形成膠束直徑1nm-100nm表面活性物質(zhì)相界面和溶液內(nèi)部分布示意圖

（二）表面活性劑的應(yīng)用1.乳化作用乳化劑:能增加乳濁液穩(wěn)定性的物質(zhì)。乳化作用:乳化劑使乳濁液穩(wěn)定的作用。乳化劑使乳濁液穩(wěn)定的原因：

（1）乳化劑（表面活性劑）能降低相界面上表面張力和表面能；（2）乳化劑在兩相界面上定向排列，形成單分子保護(hù)膜，阻止了分散相粒子之間的相互聚集。三、表面活性劑三、表面活性劑2.增溶作用增溶作用:能增加物質(zhì)溶解度的作用。增溶劑:能形成膠束的表面活性劑。如：煤酚肥皂液水中溶解度從2%50%氯霉素吐溫水中溶解度從0.25%5%三、表面活性劑3.潤(rùn)濕劑潤(rùn)濕作用:能夠改善固液相界面潤(rùn)濕程度的作用。

潤(rùn)濕劑:具有潤(rùn)濕作用的表面活性物質(zhì)。4.起泡作用和消泡作用

起泡劑: