溶质在表面层与在本体浓度不同，所以能改变溶液的表面张力.pptVIP

课内习题 1. 在纯水中加入表面活性剂后，将带来的变化是（ ）。 A．＞0，负吸附 B．＜0，正吸附 C．＞0，正吸附 D．＜0，负吸附 * 1.溶液表面的吸附现象 § 10.5 溶液表面 溶质在溶液的表面层（或表面相）中的浓度与它在溶液本体中的浓度不同的现象，称为溶液表面的吸附 对于纯液体，无所谓吸附，恒温、恒压下，表面张力为定值。 对于溶液来讲，由于表面效应，溶质在表面层与在本体浓度不同，所以能改变溶液的表面张力，所以溶液的表面张力是温度、压力与浓度的共同函数。 在一定温度的纯水中，加入不同种类的溶质时，溶质浓度对表面张力影响，大致有如下图三种类型。 曲线Ⅲ、在低浓度时，浓度增加， γ 急剧下降，在一定浓度以上，浓度增加， γ 几乎不变。化合物为：RX，R 为10个或10个以上碳原子的烷基，X为极性基团。 曲线 I 表示，溶质浓度增大，表面张力 γ 略有升高；无机盐（NaCl） 、无机酸( H2SO4 )、无机碱(KOH)、多羟基化合物( 蔗糖、甘 油… ) 。 曲线Ⅱ表示，浓度增加， γ缓慢减少。(醇、酸、醛、酯、酮、醚 等极性有机物)。 ? ? I II III 浓度 O 刚看的页 首 页 上一页 下一页 结 束 第I类物质，被称为表面惰性物质。 Ⅱ 、 Ⅲ 均可称为表面活性物质或表面活性剂。实际上常称第三类物质为表面活性剂 产生溶液表面吸附现象的原因是：恒温恒压下，溶液表面吉布斯函数有自动减小的趋势。 解释: 在恒温恒压下，dG = d(rA) = A dγ + γ dA 当面积不变，dA = 0时，要使dG = Adγ ＜0 ，只能由表面张力的减小来达到。使溶液中相互作用较弱的分子富集到表面上来。 第II及第III类物质，它们都是有机类化合物，其分子间相互作用较弱，当它们富集于溶液表面时，使表面层中分子相互作用减弱，表面张力降低，从而降低表面吉布斯函数。所以它们会自动富集于表面，使其在表面层浓度大于本体浓度，形成所谓的正吸附。 为什么第II及第III类物质能降低表面张力？ 溶质浓度对溶液表面张力的影响可用 来 表示，其值越大，表示影响越大。 而第I类物质，是无机的酸、碱、盐，在水中可电离为 正负离子，使溶液中分子之间相互作用增强，使溶液表面 张力升高，使表面吉布斯函数升高（多羥基类有机化合物 作用类似）。因吉布斯函数有自动下降的趋势，所以，这 类物质在表面的浓度会自动降低，它们在表面层的浓度低 于本体浓度。这种现象即为负吸附。 2. 表面活性物质在吸附层的定向排列 在一般情况下，表面活性物质的 ?- c 曲线如下图，公式 与朗缪尔吸附等温式相似: k 为经验常数，与溶质表面活性 大小有关。当 c 很小时，? 与 c 成直线关系；当 c 较大时，? 趋于 极值 。若再增加浓度，吸附量不 再改变。 Γm c O ?m为饱和吸附量，可近似看作为单位表面上单分子层 定向排列时吸附的溶质的物质的量。由实验测得?m，即 可求得每个被吸附的表面活性物质分子的横截面积： 其中，L为阿伏加德罗常数。 经测定许多不同化合物分子的横截面积 皆为0.205nm2 为什么？ 解答： 表面活性物质含有的亲水极性基团( 如—COOH， —OH ……等) 与憎水的非极性基团( 如碳链或环 )可表示如下： 亲水的极性集团,（如 –COOH，-CONH2，-OH等） 亲油的长链非极性基团(碳链或环） 表面活性物质分子 在水溶液中，表面活性物质的亲水基团受水分子吸引，竭力钻入水中，憎水性的非极性基团是亲油的，倾向于翘出水面，或钻入非极性的油相，或有机溶剂相中。在表面的饱和吸附层中无论其链长如何每个分子的横截面积都四碳氢链的横截面积。 ? (a)极稀溶液 (b)中等浓度 (c)吸附趋于饱和 3.表面活性物质 (1)表面活性物质的分类： 可按用途，物理性质，化学结构….分类。 按化学结构分类，可分为离子型与 非离子型的。 溶于水后能电离生成离子的，称为离子型表面活性物质； 凡在水中不能电离的，就称为非离子型表面活性物质。 离子型的按在水溶液中的电性，可进一步分类。具体分类见下图： ? 离子型： 表面活性剂