第四节溶液的表面吸附一、溶液的表面张力和浓度之间的关系单组分系统,温度、压力确定了,系统的性质也确定了,在指定温度、压力下,纯液体有确定的表面张力。溶液是多组分系统。多组分系统的性质和组成有关,在同一个温度下,溶液的表面张力随浓度的变化而改变。溶液的表面张力与浓度之间的关系和溶剂、溶质的种类有关。在恒温条件下,用溶液的表面张力对浓度作图,所得曲线称溶液表面张力等温线(surfacetensionisothermcurve)。一、溶液的表面张力和浓度之间的关系不同溶质水溶液的表面张力等温线大致分为三种类型:I.无机盐类等强电解质和蔗糖、甘油等多羟基化合物,溶质分子和水之间有很强的溶剂化作用,它们的存在增大了水溶液的表面张力。随着浓度的增加,这类溶液的表面张力略有上升。一、溶液的表面张力和浓度之间的关系II.一些极性较强的小分子有机物如醇、醛、酸、酯等,虽然也溶于水,但和溶剂间的相互作用力较弱。这一类溶液的表面张力随浓度的增大而缓慢下降。III.表面活性剂溶液在低浓度时,溶液的表面张力随浓度的增加而急剧下降,当达到一定浓度后,表面张力值趋于稳定,不再随浓度的增加而改变。表面活性剂是一些分子量较大,同时具有较强极性和非极性基团结构的溶质,如烷基磺酸盐、羧酸盐等。一、溶液的表面张力和浓度之间的关系描述表面张力和浓度之间关系的希什科夫斯基(Szyszkowski)经验公式acclnbO001式中0和分别表示溶剂和浓度为c的溶液的表面张力。a、b为经验常数,同系物中b值相同,a值的大小和碳链的长度有关。该式适用于低浓度的表面活性物质溶液。二、溶液的表面吸附和吉布斯吸附等温式(一)溶液的表面吸附现象温度为T,压力为p时,表面吉布斯能G表面=A,dGT,p<0的自发方向:纯液体:指定温度下为定值,A自动缩小。溶液:不仅是温度的函数,还和组成有关。溶液不仅会自发使表面积缩到最小,还会尽可能改变表面浓度使表面张力降到最低。二、溶液的表面吸附和吉布斯吸附等温式溶液自发降低表面张力的方式是改变表面层的浓度。浓度增加表面张力增大的这类溶质,溶液表面层的溶质分子会自动向溶液本体转移降低表面层的浓度;浓差的出现又引起溶质向低浓度的表面扩散。这两种相反的作用达到平衡时,溶质在表面层与本体溶液中的浓度维持一个稳定的差值,这种现象称为溶液的表面吸附(surfaceadsorption)。表面活性物质的存在会降低表面张力,使溶质富集在表面层。溶液本体浓度...