理论教育 界面现象:吸附层结构与状态

界面现象:吸附层结构与状态

时间:2023-10-31 理论教育 版权反馈
【摘要】:表2-7 十二烷基硫酸钠在NaCl水溶液表面的吸附分子平均占有面积从分子结构来看,十二烷基硫酸离子呈棒状,如图2-20所示,它的最大长度约为2.1nm,宽度约为0.47~0.5nm。由此估计分子平躺时的面积应为1nm2以上,直立面积约为0.25nm2将此数据与表2-7所列数据对比可以看出在溶液浓度较大时,吸附分子已不可能在表面上呈平躺状态。图2-20 C10H21结构图2-21 表面吸附分子状态示意图另外,表2-7中的数据表明,同系物的极限分子面积随链长增加不是变大,而是变小。

界面现象:吸附层结构与状态

根据式(2-48)可以推算表面活性剂分子在不同吸附量时所占有的面积,再通过比较分子占有面积和分子本身的尺寸,可推断吸附层中分子排列的情况。例如,在温度25℃时,十二烷基硫酸钠在NaCl水溶液(0.1mol/L)表面的吸附分子平均占有面积列于表2-7中。

表2-7 十二烷基硫酸钠在NaCl水溶液(0.1mol/L)表面的吸附分子平均占有面积

从分子结构来看,十二烷基硫酸离子呈棒状,如图2-20所示,它的最大长度约为2.1nm,宽度约为0.47~0.5nm。由此估计分子平躺时的面积应为1nm2以上,直立面积约为0.25nm2将此数据与表2-7所列数据对比可以看出在溶液浓度较大时(>3.2×10﹣5mol/L),吸附分子已不可能在表面上呈平躺状态。而当浓度达到8.0×10﹣4mol/L时,吸附分子只能呈紧密的直立定向排列。只有当溶液浓度很稀的时候,溶液表面吸附的表面活性离子很少,才可能采取平躺的方式存在于界面上。图2-21是吸附的表面活性剂分子的状态示意图

图2-20 C10H21结构(www.daowen.com)

图2-21 表面吸附分子状态示意图

另外,表2-7中的数据表明,同系物的极限分子面积随链长增加不是变大,而是变小。这可能是由于饱和吸附时吸附分子采用垂直排列方式之故。

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