第七讲液-液界面吸附

第七讲液－液界面吸附液－液界面§3液－液界面液-液界面在日常生活中遇到很多，如原油的破乳、沥青和农药的乳化等。液-液界面张力也是根源于界面两侧分子性质不同，液相代替气相以后，有关表面性质的理论和 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 亦可用于液-液界面。例如测定液体表面张力的方法只要在实验上和计算公式中作相应的改动即可用来测定液-液界面张力。一、液－液界面张力不过由于接触角的问题在液-液界面的情况下影响更大和液体粘性的影响，有些方法难以应用，其中较好的是滴体积法和滴外形法（停滴法、悬滴法以及旋转滴法）。一般来讲，液-液界面张力要小于表面张力，有时候可能要小得多，如水的表面张面为71mN/m，而油-水界面张力一般小于10mN/m。一、液－液界面张力一、液－液界面张力§3液－液界面Harkins和Zellman是第一次 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 低界面张力的人。1926年，它们发现在苯水体系中加入油酸钠成0.1mol/L水溶液时，苯-水界面张力可从35mN/m降至2.64mN/m(20℃)；若同时加入NaOH及NaCl，则可进一步降至0.04mN/m，现在一般把10-1～10-3mN/m算作低界面张力，而把<10-2mN/m（有说10-3mN/m）的界面张力称为超低界面张力。二、超低界面张力由于研究表明，高油水界面张力达到超低时，原油开采时注水的驱油效率会很高，几乎能把地下的原油全部采出来，因此超低界面张力体系的研究得到足够的重视。但由于当时尚无好的测定低界面张力的方法，难以深入研究，至到40年代，Vonnegut发展了测定界面张力的旋滴法，60年代成功地测定出低达10-6mN/m的超低界面张力。二、超低界面张力测定小于10-1mN/m的界面张力主要采用滴外形法，如躺滴法、悬滴法和旋滴法。由于旋滴法测定界面张力可从10～10-6mN/m。因此目前主要采用旋滴法，而且测量方便。目前全世界流行的旋滴界面张力仪几乎全来自美国Texas大学化学系，称为Texas-500spinningdropinterfacialTensio-meter(TX-500型)。二、超低界面张力1.旋滴法测定油水低界面张力旋滴法的基本原理仍然是根据Bashforth-Adams方程，从滴的形状和尺寸求出界面张力，所不同的是通过旋转使液滴处于一定的离心力场中，调节转速可以改变液滴的平衡形状以便于测定，测定的方法是在样点管中（毛细管）加入形成界面的两液相，再使管以一定的角速度自转，在离心力、重力及界面张力的作用下，较轻的液滴在较重的液体中形成一长椭球形或圆柱形液滴。二、超低界面张力A：油滴；B：水相；C：样品管；D：旋转轴。根据B-A方程，界面上任一点（y，x）处有下列关系：二、超低界面张力二、超低界面张力二、超低界面张力二、超低界面张力实验测定了转速ω，两液相密度差Δd及圆柱形宽度（=2Y0），按上式即可算出界面张力。若界面为一般长椭球体，则需乘以一校正系数，此校正系数自液滴的长度和宽度由相关 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 查出。二、超低界面张力2．关于低（超低）界面张力体系的一些规律显示低界面张力的体系通常由水、油、表面活性剂（混合装面活性剂）及盐组成，油相可以是烷烃、原油等，表面活性剂可以是各种类型的表面活性剂，如石油磺酸盐。无机盐一般使用氯化钠，对原油一般可使用Na2CO3、NaHCO3和NaOH。体系的低界面张力状态对成份十分敏感，任何一种成分的性质或含量的变化都可能使低界面张力状态消失。二、超低界面张力（1）油相组成如果表面活性剂和盐的配方固定，以不同碳原子数的烃同系物为油相构成油-水界面，界面张力随烃的碳原子数而改变。在某一碳原子数时界面张力最低，界面张力随碳原子数的变化都能显示最低界面张力。油相的碳链长度也可由EACN来表示。因此，对不同性质的原油，体系的界面张力会发生很大的变化。二、超低界面张力（2）表面活性剂性质一定EACN的油相，其最低界面张力对应的表面活性剂的碳链长度有一最佳值。另外，表面活性剂支化的程度对界面张力有重要影响。表面活性剂的浓度也会对界面张力产生重要影响，通常有一最佳浓度。二、超低界面张力二、超低界面张力（3）盐的影响迄今尚未发现不含盐的石油磺酸盐体系能使油水界面张力达到超低，其变化关系如下：二、超低界面张力存在一最佳NaCl浓度，有时盐浓度稍加改变如千分之几，便可使界面张力改变两个数量级。（4）碱的影响二、超低界面张力4.1润湿过程润湿（wetting）是指在固体表面上一种液体取代另一种与之不相混溶的流体的过程。润湿过程可分为三类：沾湿（adhesion）浸湿（immersions）铺展（spreading）二、超低界面张力4.润湿作用二、超低界面张力（1）沾湿液体与固体由不接触到接触，变液气界面和固气界面为固液界面的过程。Wa：粘附功>0，自发。二、超低界面张力（2）浸湿固体浸入液体的过程。（洗衣时泡衣服）固气界面为固液界面替代。二、超低界面张力（3）铺展以固液界面取代固气界面的同时，液体表面扩展的过程。二、超低界面张力小结（3）固气和固液界面能对体系的三种润湿作用的贡献是一致的。（1）无论哪一种润湿都是界面现象，其过程实质都是界面性质及界面能量的变化；（2）对比三者发生的条件；二、超低界面张力4.2接触角与润湿方程将液体滴于固体表面上，液体或铺展或覆盖于表面，或形成一液滴停于其上，此时在三相交界处，自固液界面经液体内部到气液界面的夹角就叫接触角或润湿角。二、超低界面张力习惯上将θ=90°定义润湿与否 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。4.3接触角的测定二、超低界面张力（1）切线法（2）斜板法（3）光点反射法（一）角度测量法（量角法）二、超低界面张力皆是通过与θ相关长度测量计算得到。（二）长度测量法（1）小滴法（2）大滴法（液饼法）（3）垂片法（三）透过测量法：（粉末的θ）二、超低界面张力固液界面取代固气界面后形成的接触角叫做前进角θa；而气固界面取代固液界面形成的接触角叫做后退角θR；通常后退角小于前进角。前进角与后退角二、超低界面张力二、超低界面张力Harkins仔细研究了石墨、滑石、硫化锑及石蜡等样品，通过精心准备，精心测量，得到结果表明前进角与后退角的差别在实验误差内。结论：前进角和后退角的差异是样品制备不当和测量技术不佳的结果。造成接触角滞后的主要原因是表面不平和表面不均匀（污染）。二、超低界面张力（1）表面不均匀性如果液体表面由对液体具有不同亲和力的a、b两部分组成，两者各占有表面分数xa和xb。这种表面称为复合表面。一般前进角反映与液体亲和力弱的那部分固体表面润湿性，而后退角则反映与液体亲和力较强的那部分固定表面润湿性。二、超低界面张力固体表面粗糙是造成接触角滞后的重要因素。φ值表示表面粗糙的程度。由表中可以看出：中值越大，θa–θR越大，接触角滞后液体在不同粗糙度的石蜡表面上的θa–θR。（2）表面粗糙度φ液体0°30°45°60°水11304864CaCl2溶液10243449甘油7234477乙二醇72854103甲基溶纤维20648293Wenzel研究了固体表面粗糙度对润湿性的影响，指出：一个给定的几何面粗糙度化以后必具有较大的真实面积，用粗糙因子表示真实表面积与表观面积之比，润湿方程经粗糙因子校正为：二、超低界面张力二、超低界面张力上式表明：粗糙表面的接触角余弦函数（绝对）值总是比平滑平面的绝对值大，即θ>90°时表面粗化将使θ变大，而θ<90°时表面粗化将使θ变小。提示：对于具有润湿性的体系，表面粗化对体系润湿性起促进作用。而对于不能相互润湿的体系，表面粗化则使体系更不润湿。例如：吊片法——打毛；防水 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 ——保持表面粗糙。固体润湿现象应用二、超低界面张力（1）防水（2）矿物浮选吸附吸附作用：被吸附物质在固体表面上的浓集作用，如活性质脱色，硅胶吸水……吸附是由于降低表面能的结果。吸附不同于吸收。吸附作用可以分为物理吸附和化学吸附。物理吸附：分子间力的作力（Vanderwaals力），它相当于主体分子在固体表面上的凝聚（液化）。化学吸附：实质上是一种化学反应。§1吸附作用和吸附热吸附热：在给定的温度和压力下，吸附都是自动进行的，所以吸附过程表面自由能的变化ΔG<0，过程的熵变ΔS<0，根据ΔG=ΔH－TΔS，必然ΔH<0，即等温吸附是放热过程，如气体在固体上的吸附。但溶液吸附则不一样，ΔH可以大于0。吸附热的大小反映了反映了吸附剂和吸附质分子之间的相互作用力性质。吸附热可由量热计直接测定或间接得到。§1吸附作用和吸附热吸附量：由于吸附的复杂性，可以有多种表示法，如对于气-固而言，mg/ms来表示，即单位质量的固体吸附气体的质量Vg/ms也可以。Vg/S表示单位面积的吸附量，因此必须知道固体的比表面积=St/ms。对溶液（液相吸附），可以是mol/g固。吸附靠的是普遍存在于分子之间的Vanderwaals力，因此，吸附量主要取决于表面积的大小，而不是表面特殊的性质，例如化学性质，故有必要首先对固体表面积的概念和与此相关的孔结构问题作进一步初步讨论。在吸附的知识中，有两个重要方面，一是吸附量随气体压力而改变，即吸附等温线；二是吸附分子在表面上的行为，即表面状态方程。但这两方面是密切相关的。§1吸附作用和吸附热§2气相吸附后者又取决于固体的细分状态，特别是固体的孔结构。固体表面总是凹凸不平的，其后果之一是使我们很难为固体的表面积下一个确切的定义。固体对气体的吸附量与诸多因素有关。一、固体表面积和孔由此可见，固体的表面积是一种与测定方法有关的相对性质。例如用气体吸附法测定固体的比表面，就是用吸附分子作为一种“尺”来量固体的表面积，显然，这种测量结果也会因所选用的吸附分子的大小形状不同而异，认识到这一点也许可以避免许多有关固体比表面测定准确性的争论。一、固体表面积和孔在实践中常利用多孔固体作吸附剂，多孔结构不仅增大了固体的比表面，同时还提供了吸附物凝聚所需要的空间。在研究活性炭的孔结构的基础上，Dubinin将孔按尺寸分为：微孔：r<15A；中孔：15～1000A；大孔：r>1000A。一、固体表面积和孔一般活性炭的孔体积大孔：0.2～0.8cm3/g之间，比表面：0.5～2m2/g；中孔：0.02～0.10cm3/g，比表面：20～70m2/g；微孔：0.2～0.6cm3/g，比表面：400～1200m2/g。可见活性炭的巨大表面主要来自微孔，但对于中孔发达的活性炭，中孔体积可达0.7cm3/g，比表面积可达200～450m2/g，不可忽视。一、固体表面积和孔§2气相吸附可以汞取代法测定V颗。密度反映了孔隙结构，化学组成和相组成。①堆积密度；②颗粒密度（表观密度）。1.密度二、表征多孔性物质结构的物理量③真实密度（骨架密度）需要选用某种润湿性好的液体在抽真空的情况下求得V真。显然有，真实密度＞颗粒密度＞堆积密度。二、表征多孔性物质结构的物理量2.比表面积二、表征多孔性物质结构的物理量饱和液体（如水、CCl4）后称重，按公式求出孔隙体积成孔隙度。3.孔体积（孔隙体积）4.平均孔半径二、表征多孔性物质结构的物理量5.孔径分布当孔小时（<10nm），用低温氮或有机蒸汽吸附凝聚法测定。二、表征多孔性物质结构的物理量某一孔半径的孔体积占总孔隙体积的百分数。当孔大时（>10nm），选用压汞法，孔径越大，压汞法测定越准确。6.粒度及其分布二、表征多孔性物质结构的物理量§2气相吸附吸附通常是温度和压力的函数，固定温度时，吸附量只随压力而变，这就是吸附等温线。测定的方法有静态法和动态法，前者较准确，后者省时间，静法又分为容量法和重量法，前者根据气体吸附前后压力和体积的变化，后者利用灵敏石英弹簧或精密天平直接测定吸附气体的增重。三、吸附等温线的类型三、吸附等温线的类型三、吸附等温线的类型Ⅱ、Ⅲ：吸附剂是非孔性的，吸附空间没有限制，在P/P0→1时吸附量忽剧上升。Ⅳ或Ⅴ：吸附剂是多孔的，但不是微孔型或至少不完全是微孔型的，则吸附空间虽可以容纳多层吸附，但不能是无限的，故吸附是在P/P0→1.0时趋于饱和值，这个饱和值相当于吸附剂的孔充满了吸附质液体，由此可以求出吸附剂的孔体积，它们与Ⅱ、Ⅲ的另一区别是在中等P/P0时曲线上升更陡一些，这是毛细凝结造成的结果。在物理吸附中多分子层吸附应当远比单分子层吸附普遍，这从物理吸附本质来看，这是自然的，因为吸附分子之间同样存在Vanderwaals力，我们没有理由认为分子只能吸吸附在固体表面上，而不能吸附在已被吸附的分子上，事实上，真正的单分子层吸附只是在化学吸附中才能经常遇到，而在物理吸附中遇到的单分子层吸附往往只是形式上的。三、吸附等温线的类型§2气相吸附最早由Freundlich通过大量实验数据而得出，后来发现可从理论上推导出来。V=K×p1/nV——气体吸附体积；K——常数，决定于温度、吸附剂性能等；p——气体压力；n——常数，与吸附体系性质有关，一般n>1。1.Freundlich吸附等温式四、吸附等温方程式该式也适合于溶液吸附。A(mol/g)=K×c1/n可以通过lgV～lgp的直线关系来验证。四、吸附等温方程式Langmuir在推导时作了如下假设：①吸附是单分子层的，只有碰在空白处才有可能被吸附；②气体在吸附时不受气体分子的影响；③表面是均匀的，发生吸附时，能量相同，吸附热相同。定义覆盖度=S1/SS1——吸附了气体的位置（位）；S——表面总吸附位置。2.langmuir吸附等温式——单分子层吸附理论四、吸附等温方程式四、吸附等温方程式四、吸附等温方程式四、吸附等温方程式