基礎知識丨表面張力、表面活性和表面活性物質
時間:2024-03-22 15:29:19 來(lai)源:創始人
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溶液的表面張力、表面活性和表面活性物質
純(chun)液(ye)體只有一種分子(zi),故溫度和壓力固定時,其表面張力是(shi)一定的。
而(er)(er)溶(rong)液的(de)表面張力則會隨(sui)濃度而(er)(er)改變,這種(zhong)變化大致有三種(zhong)情況,如下圖 所示(shi)

圖 溶(rong)液(ye)表面張力隨(sui)溶(rong)質性質和(he)濃度的變化曲線(xian)
第一種情形是表(biao)面張力(li)隨溶質濃度的增大(da)基本(ben)不變或略有(you)升高,且往往大(da)致近于直線(圖中1線)。這種溶質有(you)NaCl、Na2SO4等無機(ji)鹽。
第二種(zhong)情形是表(biao)面(mian)張力隨溶質濃度的增加而(er)降低。通常開始時(shi)降低得快些,后(hou)來降低得慢些(2線)。屬于此類的溶質有(you)(you)低分子量(liang)的醇類、醛、酮、羧酸(suan)、酯(zhi)、醚(mi)類等極性有(you)(you)機物。
第三(san)種情(qing)形是一開始表(biao)面張力急(ji)劇下降,但到一定(ding)濃度后幾(ji)乎不再變化(3線(xian))。屬于這類的溶質有(you)8個碳以上的有(you)機羧酸(suan)鹽(yan)(yan)、有(you)機胺(an)鹽(yan)(yan)、磺酸(suan)鹽(yan)(yan)、苯磺酸(suan)鹽(yan)(yan)等。
不(bu)同類型的(de)物(wu)質在溶(rong)液(ye)中的(de)狀態不(bu)同。當物(wu)質加入(ru)液(ye)體中后,它(ta)在液(ye)體表面層的(de)濃度與(yu)液(ye)體內部(bu)的(de)濃度不(bu)同,這(zhe)種改變濃度的(de)現象(xiang)稱為吸(xi)附現象(xiang)。
使表面層的(de)濃度大于液體內部濃度的(de)作(zuo)用稱(cheng)為正吸(xi)附作(zuo)用,相反則為負吸(xi)附作用,通常人們也習慣將正(zheng)吸(xi)附稱為吸(xi)附。
因溶質在表面發生吸附(fu)(正吸附(fu))而使溶液表(biao)面張力降低的性質被稱為表面活性,這類物質被稱為表面活性物質。
從圖可以看到,第(di)二(er)、三類物質使溶液的表面張力降低(di),具(ju)有表面活(huo)性(xing),屬于表面活(huo)性(xing)物質,而第(di)一(yi)類物質則不具(ju)有表面活(huo)性(xing),被稱為非表面活(huo)性(xing)物質。
若一種物質(甲)能降低另一物質(乙)的表面張力,就說甲對乙有表面活性。而以很低的濃度就能顯著降低溶劑的表面張力的物質叫表面活性劑。上述1 類物質無表面活性,2類物質具有表面活性,但不是表面活性劑。只有3類物質才可稱為表面活性劑。以(yi)上(shang)表面活性劑的定義是Freundlich在1930年提出的,是從降低表面張力的角度來考慮的。隨著表面活性劑科學的不斷發展,人們發現Freundlich的定義存在局限性。因為(wei)有(you)相(xiang)當一類(lei)物質(zhi),雖然(ran)其降(jiang)低表面張力的能力較(jiao)差,但它們很容易(yi)進人(ren)界面(如油(you)/水界面),在用量很小時(shi)即可(ke)顯著改變(bian)界面的物(wu)理化學性(xing)質,這類物質也被稱為表面活性劑,如一些(xie)水溶性高分子(zi)。表面活性劑是這樣一種物質,它能吸附在表(界(jie))面(mian)上,在加入量(liang)很少(shao)時即可顯(xian)著改變(bian)表(界(jie))面(mian)的物理化(hua)學性質(zhi),從而產生一系列的應用功能。甲(jia)物(wu)質的(de)加入能降(jiang)低(di)乙液(ye)體的(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力,則稱(cheng)甲(jia)對乙有(you)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。由于(yu)水(shui)是最常用的(de)溶劑,故通常稱(cheng)有(you)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)均是指對水(shui)而言的(de)。具有(you)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)物(wu)質稱(cheng)為表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)物(wu)質,表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑都是表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)物(wu)質。 來源:中國(guo)洗(xi)滌(di)用品工業協(xie)會(hui)l&l分會(hui)