《物理化學(xué)》—溶液的表面吸附

1、溶液的表面吸附溶液的表面吸附討論雙組分體系的表面化學(xué)問題。 溶液的表面吸附現(xiàn)象 吉布斯吸附等溫式 表面活性物質(zhì)在溶液表面的定向排列溶液的表面張力溶液的表面張力溶液的表面張力除與溫度、壓力、溶劑的性質(zhì)有關(guān)外，還與溶質(zhì)的性質(zhì)和濃度有關(guān)。 H2O C2H5OH (aq) NaCl (aq)溶液的表面張力等溫線溶液的表面張力等溫線1. 表面非活性物質(zhì)無機(jī)鹽、不揮發(fā)酸堿2. 表面活性物質(zhì) 短鏈脂肪酸、醇、醛3. 表面活性劑低濃度即可顯著降低水表面張力的兩親分子c 123表面活性表面活性溶質(zhì)使溶劑表面張力降低的性質(zhì)稱為表面活性，具有表面活性的溶質(zhì)稱為表面活性物質(zhì)。而表面活性劑具有在低濃度范圍內(nèi)顯著降低表面

2、張力的特點(diǎn)。溶液的表面吸附溶液的表面吸附等溫等壓條件下，體系的總吉布斯能越低，體系越穩(wěn)定。所以純液體會自動收縮，以求降低表面積，少量純液體會收縮成表面積最小的球形，使表面上總的表面吉布斯能最低。溶液的表面吸附溶液的表面吸附而溶液為求降低體系吉布斯能，除自動收縮外，會自發(fā)調(diào)節(jié)溶質(zhì)在表面層和本體中的分布。 表面活性物質(zhì)將自發(fā)富集在表面層，溶液本體和表面層之間出現(xiàn)濃度差。濃差引發(fā)擴(kuò)散，而力圖使溶液本體和表面層濃度均一。當(dāng)這兩種相反的作用達(dá)平衡，溶質(zhì)在表面層和本體溶液中維持一個穩(wěn)定的差值，以達(dá)到體系的表面吉布斯能降到最低，這種現(xiàn)象稱為溶液的表面吸附。溶液的表面吸附溶液的表面吸附溶質(zhì)在表面層的濃度大于本

3、體濃度稱為正吸附。表面活性物質(zhì)c cB正正吸附吸附溶質(zhì)溶質(zhì)溶劑溶劑溶液的表面吸附溶液的表面吸附溶質(zhì)在表面層的濃度小于本體濃度稱為負(fù)吸附。表面非活性物質(zhì)c cB負(fù)吸附負(fù)吸附溶質(zhì)溶質(zhì)溶劑溶劑吉布斯吸附等溫式吉布斯吸附等溫式在19世紀(jì)后期，吉布斯用熱力學(xué)方法求得一定溫度下，溶液的濃度、表面張力與表面吸附量間定量關(guān)系的微分方程，稱為吉布斯吸附等溫式：TcRTc 吉布斯吸附等溫式吉布斯吸附等溫式吉布斯公式不僅適用于溶液表面，同時也適用于任意兩相界面。TcRTc 100Tc（ ） 若 ，產(chǎn)生正吸附；200Tc。（ ） 若 ，則 ，產(chǎn)生負(fù)吸附表面活度的求算表面活度的求算應(yīng)用吉布斯吸附等溫式計(jì)算表面超量時，可用以下方法求算：（1）自表面張力等溫線，求該濃度處曲線的斜率；（2）自表面張力與濃度的數(shù)學(xué)關(guān)系，求其微分；Tc當(dāng)濃度不太大時，此類曲線關(guān)系可用希什科夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式表示：希什科夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式希什科夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式00ln 1cba c 曲線曲線對希什科夫斯基經(jīng)驗(yàn)公式求微分：0Tbcac0 bcRTac c caKc ，=mca ，=表面活性物質(zhì)