全国高等医药教材建设委员会 卫生部规划教材物理化学第6版 第洛的面吸
第四节 溶液的表面吸附
一、途液的表面张力和浓度之间的关糸國面现 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( surface tension isotherm curve G人氏卫版缺
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（surface tension isotherm curve）
一、途液的表面张力和浓度之间的关糸國面现 不同溶质水溶液的表面张力等温线大致分为三种类型: 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。 III 随着浓度的增加, C 这类溶液的表面张力 略有上升。 G人氏卫版缺
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
熔液的表面张力和浓度之间的关条最面现经 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、羧酸盐篷 人氏卫出版
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、途液的表面张力和浓度之间的关糸國面现 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 0-O C/C =bIn 1+ 式中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。 G人氏卫版缺
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 = + − a c c bln O 0 0 1 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
三、途漩的表面吸附和吉布斯吸附等温式。國面 (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=GA, dG<0的自发方向 纯液体:指定温度下o为定值,A自动缩小 溶液:a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。 G人氏卫版缺
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
三、途漩的表面吸附和吉布斯吸附等温式。國面 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 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 本体浓度降低,又引起溶质向溶液 内部方向扩散。 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 (surface adsorption) G人氏卫版缺
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 （surface adsorption）。 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 本体浓度降低，又引起溶质向溶液 内部方向扩散
三、途漩的表面吸附和吉布斯吸附等温式。國面 (二)吉布斯面 1878年吉布斯( Gibbs)用热力学方法推导出溶液表面吸 附公式。 设定一个最简单的系统二组分两相系统:溶液中只含 有一种溶质,溶液上方的气相由溶剂和溶质的蒸气组成 用1、2分别表示溶剂和溶质,α、β分别表示气相和液相。 溶液的表面层是一个具有几个分子厚度的薄层,在这个薄层 内组成是连续变化的。 G人氏卫版缺
二、溶液的表面吸附和吉布斯吸附等温式 （二）吉布斯面 1878年吉布斯（Gibbs）用热力学方法推导出溶液表面吸 附公式。 设定一个最简单的系统——二组分两相系统：溶液中只含 有一种溶质，溶液上方的气相由溶剂和溶质的蒸气组成。 用1、2分别表示溶剂和溶质，、分别表示气相和液相。 溶液的表面层是一个具有几个分子厚度的薄层，在这个薄层 内组成是连续变化的
三、途漩的表面吸附和吉布斯吸附等温式。國面 吉布斯在两相交界区划定了一个理想的几何平面SS′作为 相和β相的分界,并假定从SS′至α相内部组成都是均匀的,从 SS′平面到β相内部组成也是均匀的。 从α相到β相在SS′平面上组成发生了突变,这个平面被称为 吉布斯面或σ相。 a相 A B β相 浓度 卫4出版社
二、溶液的表面吸附和吉布斯吸附等温式 吉布斯在两相交界区划定了一个理想的几何平面SS′作为 相和相的分界，并假定从SS′至相内部组成都是均匀的，从 SS′平面到β相内部组成也是均匀的。 从相到相在SS′平面上组成发生了突变，这个平面被称为 吉布斯面或 相
三、途漩的表面吸附和吉布斯吸附等温式。國面 吉布斯选择了溶剂(组分1)的表面吸附量为零的位置为SS 分界面的位置 相 a相 A 与界面层的距离 与界面层的距离 S B相 β相 浓度 浓度 溶液表面吸附量示意图 导人庆卫比版献
二、溶液的表面吸附和吉布斯吸附等温式 吉布斯选择了溶剂（组分1）的表面吸附量为零的位置为SS 分界面的位置