表面化学药学新

第四节溶液的外表吸附1精选ppt溶液的外表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，纯液体有确定的外表张力。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，溶液的外表张力随浓度的变化而改变。溶液的外表张力与浓度之间的关系和溶剂、溶质的种类有关。

2精选ppt〔一〕溶液的外表吸附现象温度为T，压力为p时，外表吉布斯能G外表=A，dGT,p<0的自发方向：dG外表=(σdA+Adσ)<0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。溶液不仅会自发使外表积缩到最小，还会尽可能改变外表浓度使外表张力降到最低。在恒温条件下，用溶液的外表张力对浓度作图，所得曲线称溶液外表张力等温线〔surfacetensionisothermcurve〕。3精选ppt不同溶质水溶液的外表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外表张力。随着浓度的增加，这类溶液的外表张力略有上升。4精选pptII.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。这一类溶液的外表张力随浓度的增大而缓慢下降。III.外表活性剂溶液在低浓度时，溶液的外表张力随浓度的增加而急剧下降，当到达一定浓度后，外表张力值趋于稳定，不再随浓度的增加而改变。外表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。5精选ppt溶液自发降低外表张力的方式是改变外表层的浓度。浓度增加外表张力增大的这类溶质，溶液外表层的溶质分子会自动向溶液本体转移降低外表层的浓度；浓差的出现又引起溶质向低浓度的外表扩散。这两种相反的作用到达平衡时，溶质在外表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外表吸附〔surfaceadsorption〕。外表活性物质的存在会降低外表张力，使溶质富集在外表层。溶液本体浓度降低，又引起溶质向溶液内部方向扩散。6精选ppt〔1〕假设溶剂中参加溶质后外表张力降低，即dσ<0,那么溶质将从溶液的本体中自动地富集于外表层,增加外表浓度，使溶液的外表张力降低得更多些，发生正吸附〔2〕假设在溶剂中参加溶质后外表张力增加，那么溶质会自动离开外表层而进入溶液本体之中，发生负吸附与此同时，由于溶液外表层与本体之间浓度差的存在而引起溶质的扩散致使浓度趋于均匀一致。当这两种相反的趋势到达平衡时，溶质在外表层中与本体溶液中浓度不同的现象称为溶液的外表吸附。

溶质在外表层的浓度大于本体浓度称为正吸附，假设外表层浓度小于本体浓度称为负吸附。7精选ppt〔1〕外表惰性物质---－但凡能使溶液外表张力增加的物质〔负吸附〕，亦称为非外表活性物质。〔2〕外表活性物质－－－但凡能使溶液外表张力降低的物质〔正吸附〕。

但习惯上,只把那些溶入少量就能显著降低溶液外表张力的物质称为外表活性物质或外表活性剂。8精选ppt〔二〕吉布斯公式1878年吉布斯〔Gibbs〕用热力学方法推导出溶液外表吸附公式。或当浓度很低时，吉布斯公式也可以表示为或

的单位是mol·m−2。称为表面活度（surfaceactivity），即表面张力随系统活度的变化率。9精选ppt根据吉布斯公式可以得知：当>0时，

<0，溶质在表面层的浓度小于体相浓度，溶液发生负吸附。当<0时，

>0，溶质在表面层的浓度大于体相浓度，溶液发生正吸附。10精选ppt1.设稀油酸钠水溶液的外表张力与溶质的浓度呈线性关系σ=σ0-bc，式中σ0为纯水的外表张力。293K时σ0=7.288×10-2N·m-1，b为常数，实验测得外表吸附油酸钠的外表吸附量Γ=4.33×10-6mol·m-2，试计算该溶液的外表张力。11精选ppt〔四〕吉布斯公式的应用运用吉布斯公式可以计算溶质在溶液外表的吸附量，并绘制外表吸附等温线。常用的方法有两种：1．数学解析法利用溶液外表张力和浓度c之间关系的经验公式，将公式对浓度微分，求得d/dc。例：根据希什科夫斯基经验公式讨论吸附量随浓度变化的规律，并绘制外表吸附等温线。解：希什科夫斯基经验公式为12精选ppt对c/c#微分后代入吉布斯公式，得其中当浓度很小时，c<<a,

则当浓度较大,使时，则此时外表吸附量和浓度c之间呈线性关系，Γ随c的增大而增加此时溶液的外表吸附趋于饱和，吸附量不再随浓度而改变，Γm为溶液的饱和吸附量。13精选ppt2．实验方法测定溶液在不同浓度c时的外表张力，根据所测数据用浓度c对外表张力作图。再用图解法求出所绘外表张力等温线各指定浓度点切线的斜率，根据吉布斯公式可以求出各浓度下溶液的外表吸附量。用所得结果绘制Γ-c曲线。Γ-c曲线溶液表面吸附量随浓度的变化

14精选ppt由于外表活性物质的两亲性结构，使其极易被吸附在溶液外表。随着溶液浓度的增加，外表吸附量逐渐加大，直至到达一个极限值