溶液的
表
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面吸附 讨论双组分体系的表面化学问题。 ◆溶液的表面吸附现象 ◆吉布斯吸附等温式 ◆表面活性物质在溶液表面的定向排列溶液的表面张力 溶液的表面张力除与温度、压力、溶剂的性质有关外,还与溶质的性质和浓度有关。H2OC2H5OH(aq)NaCl(aq)溶液的表面张力等温线1.表面非活性物质 无机盐、不挥发酸碱2.表面活性物质 短链脂肪酸、醇、醛3.表面活性剂 低浓度即可显著降低水表面张力的两亲分子c123杂质的原因表面活性 溶质使溶剂表面张力降低的性质称为表面活性,具有表面活性的溶质称为表面活性物质。而表面活性剂具有在低浓度范围内显著降低表面张力的特点。溶液的表面吸附 等温等压条件下,体系的总吉布斯能越低,体系越稳定。所以纯液体会自动收缩,以求降低表面积,少量纯液体会收缩成表面积最小的球形,使表面上总的表面吉布斯能最低。溶液的表面吸附 而溶液为求降低体系吉布斯能,除自动收缩外,会自发调节溶质在表面层和本体中的分布。表面活性物质将自发富集在表面层,溶液本体和表面层之间出现浓度差。浓差引发扩散,而力图使溶液本体和表面层浓度均一。当这两种相反的作用达平衡,溶质在表面层和本体溶液中维持一个稳定的差值,以达到体系的表面吉布斯能降到最低,这种现象称为溶液的表面吸附。溶液的表面吸附 溶质在表面层的浓度大于本体浓度称为正吸附。表面活性物质c>cB 正吸附溶质溶剂溶液的表面吸附 溶质在表面层的浓度小于本体浓度称为负吸附。表面非活性物质c<cB 负吸附溶质溶剂吉布斯吸附等温式 在19世纪后期,吉布斯用热力学方法求得一定温度下,溶液的浓度、表面张力与表面吸附量间定量关系的微分方程,称为吉布斯吸附等温式:吉布斯吸附等温式 吉布斯公式不仅适用于溶液表面,同时也适用于任意两相界面。表面活度表面超量,单位molm-2表面活度的求算 应用吉布斯吸附等温式计算表面超量时, 可用以下方法求算: (1)自表面张力等温线,求该浓度处曲线的斜率; (2)自表面张力与浓度的数学关系,求其微分; 当浓度不太大时,此类曲线关系可用希什科夫斯基经验公式表示:希什科夫斯基经验公式-c曲线对希什科夫斯基经验公式求微分:c表面活性物质在溶液表面的定向排列c吸附分子横截面积的计算