第三節(jié)鋪展與潤濕討論一種界面取代另一種界面引起的表面化學(xué)問題。

◆液體的鋪展

◆曲固體表面的潤濕液體的鋪展（spreading）在純凈的水面上滴加不溶性油，可能產(chǎn)生以下情況：（1）鋪展成一薄膜，此薄膜在均勻分布于表面上形成“雙重膜”之前會產(chǎn)生干涉色。“雙重膜”是一厚至足以形成雙界面的薄膜，每一界面互為獨(dú)立并各具特征的表面張力；液體的鋪展（spreading）在純凈的水面上滴加不溶性油，可能產(chǎn)生以下情況：（2）油停留于水面上，形成雙凸透鏡的液滴，這種情況稱為不鋪展；液體的鋪展（spreading）在純凈的水面上滴加不溶性油，可能產(chǎn)生以下情況：（3）鋪展成為單分子層，過剩的油仍保持透鏡狀并維持著平衡。液體的鋪展（spreading）一種液體能否在另一種不互溶的液體上鋪展，取決于兩種液體本身的表面張力和兩種液體之間的界面張力。一般說，鋪展后，表面吉布斯能下降，則這種鋪展是自發(fā)的。大多數(shù)表面吉布斯能較低的有機(jī)物可以在表面吉布斯能較高的水面上鋪展。

A和

A,B企圖維持液體A不鋪展；

B的作用是使液體鋪展，如果

B>(

A+

A,B)，則液體A能在液體B上鋪展。液體的鋪展（spreading）液相B液相A氣相

B

A

A,B實際應(yīng)用中用鋪展系數(shù)S判斷液體能否鋪展：自學(xué)

P301例液體的鋪展（spreading）幾種有機(jī)液體在水面上的鋪展系數(shù)液體的鋪展（spreading）液體S/(N·m-1)結(jié)論正一十六烷

正一辛烷

正一辛醇0.0728－(0.0524＋0.0300)＝-0.0093

0.0728－(0.0508＋0.0218)＝+0.0002

0.0728－(0.0085＋0.0275)＝+0.0368不能在水面上鋪展

僅能在純水面上鋪展

能在污染水面上鋪展固體的潤濕液體在固體表面粘附的現(xiàn)象稱為潤濕(wetting)三類：

1.沾濕

2.浸濕

3.鋪展粘附過程lss-g界面l-g界面ll-s界面s浸潤過程g

ls鋪展過程s鋪展過程接觸角（contactangle）

＜90°，潤濕（親液性固體）lsgA

s-l

s-g

l-g

接觸角（contactangle）

≥90°，不潤濕（憎液性固體）A

l-g

sg

s-l

s-gl楊氏公式（1）完全潤濕：，楊氏公式不成立，但液體仍可以在固體表面完全鋪展開來；（2）潤濕：，固體能為液體所潤濕；（3）不潤濕：，固體不能為液體所潤濕；潤濕作用的應(yīng)用改變固體表面性質(zhì)，以增加潤濕性或者去潤濕。

1.藥物制劑；

2.農(nóng)藥；

3.礦物浮選礦物浮選將粗礦磨碎，傾入浮選池，在池水中加入合適的捕集劑和起泡劑，捕集劑的親水基團(tuán)吸附在礦砂的表面，憎水基朝向水。攪拌并從池底鼓氣，當(dāng)?shù)V砂5%表面被捕集劑覆蓋，將產(chǎn)生憎水性，從而附在氣泡上聚集到液面，收集并滅泡濃縮，從而達(dá)到了富集的目的。不含礦石的泥砂、巖石留在池底，定時清除。第四節(jié)溶液的表面吸附討論雙組分體系的表面化學(xué)問題。

◆溶液的表面吸附現(xiàn)象

◆吉布斯吸附等溫式

◆表面活性物質(zhì)在溶液表面的定向排列溶液的表面張力溶液的表面張力除與溫度、壓力、溶劑的性質(zhì)有關(guān)外，還與溶質(zhì)的性質(zhì)和濃度有關(guān)。

H2O

C2H5OH(aq)

NaCl(aq)溶液的表面張力等溫線1.表面非活性物質(zhì)無機(jī)鹽、不揮發(fā)酸堿2.表面活性物質(zhì)

短鏈脂肪酸、醇、醛3.表面活性劑低濃度即可顯著降低水表面張力的兩親分子c

123雜質(zhì)的原因表面活性溶質(zhì)使溶劑表面張力降低的性質(zhì)稱為表面活性，具有表面活性的溶質(zhì)稱為表面活性物質(zhì)。而表面活性劑具有在低濃度范圍內(nèi)顯著降低表面張力的特點(diǎn)。溶液的表面吸附等溫等壓條件下，體系的總吉布斯能越低，體系越穩(wěn)定。所以純液體會自動收縮，以求降低表面積，少量純液體會收縮成表面積最小的球形，使表面上總的表面吉布斯能最低。溶液的表面吸附而溶液為求降低體系吉布斯能，除自動收縮外，會自發(fā)調(diào)節(jié)溶質(zhì)在表面層和本體中的分布。表面活性物質(zhì)將自發(fā)富集在表面層，溶液本體和表面層之間出現(xiàn)濃度差。濃差引發(fā)擴(kuò)散，而力圖使溶液本體和表面層濃度均一。當(dāng)這兩種相反的作用達(dá)平衡，溶質(zhì)在表面層和本體溶液中維持一個穩(wěn)定的差值，以達(dá)到體系的表面吉布斯能降到最低，這種現(xiàn)象稱為溶液的表面吸附。溶液的表面吸附溶質(zhì)在表面層的濃度大于本體濃度稱為正吸附。表面活性物質(zhì)c

＞cB正吸附溶質(zhì)溶劑溶液的表面吸附溶質(zhì)在表面層的濃度小于本體濃度稱為負(fù)吸附。表面非活性物質(zhì)c

＜cB

負(fù)吸附溶質(zhì)溶劑吉布斯吸附等溫式在19世紀(jì)后期，吉布斯用熱力學(xué)方法求得一定溫度下，溶液的濃度、表面張力與表面吸附量間定量關(guān)系的微分方程，稱為吉布斯吸附等溫式：吉布斯吸附等溫式的推導(dǎo)(略)吉布斯吸附等溫式吉布斯公式不僅適用于溶液表面，同時也適用于任意兩相界面。表面活度表面超量，單位mol

m-2表面活度的求算應(yīng)用吉布斯吸附等溫式計算表面超量時，可用以下方法求算：（1）自表面張力等溫線，求該濃度處