【文章內(nèi)容簡介】 在一定溫度、壓力下有一定的表面張力值，即表面張力與物質(zhì)的本性、所處溫度、壓力等因素有關(guān)。表面張力與物質(zhì)的本性有關(guān)不同物質(zhì)，其分子間作用力不同，對界面上的分子影響也就不同，若分子間作用力越大，相應的表面張力也越大。（固體表面張力大于液體的表面張力）P27溫度對表面張力的影響由圖和表可知：表面張力隨溫度的升高近似呈線形下降。當溫度趨于臨界溫度時，液體的表面張力趨于零。壓力及其它因素對表面張力的影響壓力影響較復雜，還有分散度也有一定的影響。二、彎曲液體表面下的附加壓力——Laplace公式一般情況下，大面積水面總是水平的，而一些小面積液面，如荷葉上的液滴、毛細管中的液面均是曲面，可以是凸的，也可以凹的。舉例：自一小管吹出一肥皂泡，停止吹氣并讓小管另一端與大氣連通，則可發(fā)現(xiàn)肥皂泡縮小以至消失。這說明氣泡內(nèi)外存在壓力差。具體分析：實際上，曲面與平面下的壓力是不同的：在一定外壓下，水平液面下的液體所承受的壓力就等于外界壓力，向下（方向）；而曲面下，表面作用力將指向球心，如凸液面下的液體，不僅要承受外界的壓力，還要受到因液面彎曲而產(chǎn)生的附加壓力。（由于表面張力作用而引起的）產(chǎn)生附加壓力的原因。以凸液面舉例說明：畫出球形液滴的任一球缺，凸液面上方為氣相，壓力為Pg，下方為液相，壓力為Pl，球缺底與圓形液滴相交成一圓周。沿此圓周界外的液體，此球缺的表面張力作用點在周界線上，方向垂直于周界且與液滴表面相切。圓周界線上張力的合力在底面的垂直方向上的分力≠0，而是對下面的液體造成額外的壓力，即凸液面使液體所承受的壓力Pl大于液面外大氣的壓力Pg。則附加壓力：△р=Pl—Pg曲率半徑：球可以用半徑R表示，而對于不規(guī)則的彎曲也面用曲率半徑ρ表示。M點曲率（彎曲程度）為K，作過M點曲線的切線，在切線的法線上取一點D，使|DM|=1/k=ρ以D為圓心，ρ為半徑作圓，這個圓就是曲線在點M處的曲率圓，曲率圓的半徑ρ叫曲線在M點處的曲率半徑。 附加壓力△р與彎曲液面曲率半徑ρ的關(guān)系。將球缺底面圓周上與圓周垂直的表面張力分為水平分力與垂直分力。水平分力相互平衡。垂直分力指向液體內(nèi)部，其單位周長的垂直分力為γcosαα為表面張力與垂直分力的夾角。球缺底面圓周長為2пR垂直分力在圓周上的合力：F=2пRγcosα彎曲也面對于單位水平面上的附加壓力（壓強）：△р=F/A此方程說明（1）彎曲液面的附加壓力與液體表面張力成正比，即（2）彎曲液面的附加壓力與曲率半徑成反比。（3）若液面是平的，則R此式適用于計算小液滴的附加壓力。而對于空氣中的氣泡（肥皂泡）：氣泡具有兩個氣—液界面，所以：△р=4γ/ρ這表明一個肥皂泡，它的泡內(nèi)壓力比外壓力大，因此吹出肥皂泡后，不堵住口，泡很快縮小，直至縮成液滴。四、毛細現(xiàn)象毛細現(xiàn)象是彎曲液面的附加壓力△р的作用結(jié)果。① 在毛細管壁潤濕時，毛細管內(nèi)液面呈現(xiàn)凹半球面。凸：△р=рlрg凹：△р〈0∴△рl〈△рg即液相壓力рl小于大氣壓力рg壓差△р=2γ/ρρ—為凹液面的曲率半徑，也是毛細管半徑。若要保持穩(wěn)定，即應保持內(nèi)外同一水平面上的壓力處處相等。② 當液體不能潤濕毛管壁時，管內(nèi)液面呈凸形，此時рl〉рg若要保持穩(wěn)定，應在內(nèi)外同一水平面上的壓力處處相等?！嗝毠軆?nèi)液柱必須下降h的高度。例：織物由無數(shù)纖維組成，可以想象纖維之間構(gòu)成無數(shù)毛細管，如液體潤濕了毛細管壁，則液體能在毛細管內(nèi)上升一定高度，從而使高出的液柱產(chǎn)生壓強，促使液體滲透到纖維內(nèi)部。結(jié)論：表面張力的存在是彎曲液面產(chǎn)生附加壓力的根本原因，而毛細現(xiàn)象則是彎曲液面具有附加壓力的必然結(jié)果。作業(yè)：用兩個式子表示表面張力，并分別對表面張力定義。寫出Laplace公式并寫出△р與ρ、γ。已知100℃∕m，假設在100℃，分別求兩者的附加壓力？　　第二節(jié) 表面活性劑在界面上的吸附　　復習：拉普拉斯公式，毛細現(xiàn)象舉例：棕黃色的煤油和白土混合后放置一段時間，發(fā)現(xiàn)上層煤油變澄清，下層沉淀的白土變黃。(固液界面)Cl2經(jīng)過活性炭被吸收。（氣固界面）以上兩例均發(fā)生了吸附現(xiàn)象。一、吸附定義：物質(zhì)從一相內(nèi)部遷至界面，并富集于界面的過程。吸附可發(fā)生在：固液、氣固、液液、氣液界面上。吸附劑：活性劑吸附質(zhì)：Cl2（被吸附的物質(zhì)） 類：物理吸附：范德華力化學吸附：化學鍵吸附量的測定：（1）、氣體的吸附：通過測量固體或液體吸附前后的重量（增加），或測定吸附前后氣體的壓力差。（2）、固—液界面：吸附前后液體的濃度變化（減?。?。（3）、液—液界面：不易直接測定。二、表面吸附劑的吸附。由于表面活性劑分子結(jié)構(gòu)中含有親水基和疏水基，因而在溶液中，它易于從內(nèi)部遷移而富集于溶液表面（或界面）易發(fā)生界面吸附。當發(fā)生表面活性劑吸附后，必然改變體系的界面狀態(tài)，而影響界面性質(zhì)，從而產(chǎn)生一系列重要作用如濕潤、乳化、起泡、凈洗等。二、Gibbs吸附（吉布斯吸附）定義：溶質(zhì)表面吸附量：單位面積的表面層所含溶質(zhì)的摩爾數(shù)比同量溶劑在本體溶液中所含溶質(zhì)摩爾數(shù)的超出值（差值）或稱溶質(zhì)的表面過剩：溶質(zhì)在表面濃度和溶液內(nèi)部濃度之差。 種表面活性劑吸附：（1）表面張力隨濃度增加而降低，物質(zhì)自動富集至表面，使得表面濃度高于本體濃度——正吸附。（2）無機物等物質(zhì)自動減小在表面的濃度，（因為溶液分子間作用增強，使表面張力略升高）使得表面濃度低于本體濃度——負吸附。 類型表面活性劑混合物吸附。離子與離子型，非離子與非離子型。 不同類型表面活性劑混合物吸附。非離子與離子型表面活性劑混合。三、表面活性劑在溶液表面的吸附狀態(tài)定性推測：表面活性劑是一“雙親分子”，易富集于表面發(fā)生吸附，且可能在表面上定向排列，由此可測不同濃度下表面活性劑溶液的表面張力，計算吸附量?，F(xiàn)對吸附分子在不同濃度的溶液表面狀態(tài)進行分析以常見的十二烷基硫酸鈉為例：C12H25SO4Na根據(jù)實驗結(jié)果：。由圖可知：濃度稀時吸附量小，隨濃度的增加，吸附量急劇增加。濃度達到一定值后，吸附量趨于恒定。此極限值稱飽和吸附。在不同濃度下表面吸附分子所占面積（25℃）若分子“平躺時”，分子所占面積約為1nm2?？幢碇校敐舛却笥?2106molL1時,分子就不可隨意“平躺”，濃度在800106molL1附近,表面吸附分子成較緊密的直立排列，沒有多少任意活動的余地，只有濃度很低時，才自由“平躺”，濃度大，分子數(shù)多，（比如人多……）由表看出濃度大于600106mol/L后，分子所占面積變化很小，此時分子排列緊密。在圖27（C）狀態(tài)中，由水的極性，表面幾乎被表面活性劑分子的親水基覆蓋，親油基朝外，在水的表面形成一個由碳氫鍵構(gòu)成的表面層，大大改變水的表面性質(zhì)。此時溶液具有最低表面張力。推出：一種好的表面活性劑應在濃度極稀時就達到吸附飽和狀態(tài)。四、表面張力最低值現(xiàn)象。定義：表面張力最低值現(xiàn)象是指其表面張力低于表面活性劑水溶液所能達到的表面張力的情況。原因：生產(chǎn)上用的表面活性劑均不是純凈物，而含有雜質(zhì)時就常常出現(xiàn)表面張力的最低值現(xiàn)象。意義：表面張力最低值現(xiàn)象作為表面活性劑純度的量度。形式：（1）、在陰離子表面活性劑中加入少量陽離子表面活性劑，可大大降低表面張力，出現(xiàn)明顯表面張力最低值現(xiàn)象。（2）、在陽離子表面活性劑中加少量陰離子表面活性劑，也會出現(xiàn)最低值現(xiàn)象。（3）、在陰離子表面活性劑中加入少量非離子表面活性劑，也會出現(xiàn)最低值現(xiàn)象。所以，實際應用時，往往將不同的表面活性劑混合復配，以獲得更好的效果。如果對混合體系提純，則表面張力最低值現(xiàn)象消失，所以表面張力最低值現(xiàn)象出現(xiàn)與否，看成是表面活性劑純度的一種度量。五、表面活性劑在固—液界面的吸附。定義：表面活性劑在固—液界面上的吸附，就是表面活性劑分子或離子自溶液中移遷至固—