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表面張力和表面活性劑

文章出處: 發布時間:2017-12-06 11:13:57 點擊數:-
無表面活性物質與表面活性物質

液體的表面有自動收縮的傾向,這表現在當重力可以忽略時液體總是趨向于形成球形。液體表面自動收縮的驅動力源于分子在液體內部和表面所受引力場的不同,如圖所示。

液體表面自動收縮的驅動力

在液體內部,每個分子所受周圍分子的作用力是對稱的,而氣/液界面上液體分子所受液相分子的引力比氣相分子對它的引力強,它所受的力是不對稱的,結果產生了表面分子受到指向液體內部并垂直于界面的引力。因此,表面上的分子有向液相內部遷移的趨勢,使得液體表面有自動收縮現象。這種引起液體表面自動收縮的力就叫表面張力(用y表示)。任何液體,在一定條件下均有一定的表面張力,如在20℃下,水的表面張力為72.75mN/m,液體石蠟為33.1mN/m,乙醚為17.1mN/m。溶液與純液體不同,它含有溶劑和溶質兩種不同的分子。將各種物質分別溶解于水中,測定不同濃度(c)下水溶液的表面張力(y),結果如圖所示。

不同物質水溶液的表面張力

曲線1是隨溶質濃度增大而表面張力稍在提高,且近于直線,如氯化鈉、硫酸鈉、氫氧化鉀、硝酸鉀、氯化銨等無機物類,蔗糖、甘露醇等多羥基有機物溶于水時也是此種情況;曲線2是表面張力隨溶質濃度增大而逐漸下降,絕大部分醇、醛、脂肪酸等有機化合物溶于水時為這種情況;曲線3是表面張力在低濃度醇、醛、脂肪酸等有機化合物溶于水時為這種情況;曲線3是表面張力在低濃度時隨溶質濃度增大而急劇下降,至一定濃度后緩慢下來或不再下降,當溶質中含有某些雜質時,可能出現表面張力最低值(圖中虛線)如肥皂、高級脂肪醇硫酸鹽或磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽等的水溶液均屬這類情況。上述第一類物質無表面活性,稱為非表面活性物質;第二類和第三類物質能夠降低水的表面張力,具有表面活性,稱為表面活性物質。但后兩類物質的表面活性又很不相同,通常將第三類物質稱為表面活性劑,即在不中加入很少量時就能顯著降低其表面張力,改變體系界面狀態,從而產生潤濕、乳化、發泡、增溶等作用,以達到實際應用的要求。

表面活性劑是什么物質?

因此,表面活性劑是一類易附集于界面、并對界面性質及相關工藝過程產生明顯影響的物質。從歷史發展看,表面活性劑源于洗滌劑,隨著表面活性劑量的發展和整體工業水平的提高,表面活性劑已從日常生活中的家用洗滌和個人保護用品,進入國民經濟的各個領域如能源工業、新型材料、環境工程、冶金、電子、機械、農業等各個領域,它是一種“功能”型化工材料,能有效地改進相關行業工藝、提高效率、改善產品質量、節約能源、改善環境,并被譽為“工業味精”。

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