《应用胶体与界面化学》03 表面张力与润湿作用.共69页
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电子教案与课件：《应用胶体与界面化学》第三章 表面张力与润湿作用
一 、润 湿 作 用 二、接触角与Young方程 三 、决定和影响接触角大小的 因 素 四 、常用的接触角测量方法 …
一 、润 湿 作 用
凝聚态物体表面一种流体被另一种流体取代的过程称为润湿(wetting)。例如， 液体将固体表面的气体取代，形成液体膜或液滴。液体取代固体表面气体，液 体不能完全展开的过程称为沾湿(adhesion)。沾湿是原有的气液和固气界面消 失形成新的固液界面。若形成单位界面，此过程在恒温、恒压条件下，自由能 的改变为 WA 称为黏附功，是将单位固液界面拉开外界需做的最小功，WA 表征固液界面(即 固体与液体分子间)作用力的大小。WA＞0(即 ΔGA＜0)是沾湿过程自发进行的条 件。 液体自发在固体表面展开成一薄层，此过程称为铺展(spreading)。铺展是固气 界面消失、气液界面和固液界面形成的过程。若形成单位界面，此过程自由能 的改变为 S 称为铺展系数。此过程自发进行的标准是 ΔS＞0(即 ΔGs＜0)。
一 、 几个小实验
在石蜡表面上的小水滴会自动成球形；在水面上用简单的方法可使金属针(或分 值硬币)漂浮，但不能使它们悬浮于水中；从管口缓慢自然形成的液滴形状与橡 胶薄膜中盛水悬起的形状很相似；插入水中的毛笔笔毛是分散开的，当笔头提 出水面后笔毛并拢，成一体状。这些实验现象说明：①液体表面与体相液体的 性质不完全相同；②液体表面似存在一弹性膜；③液体表面有自动缩小的本能。 液体表面的这些特点可从力学和能量的角度予以解释。
第二节 弯曲液面内外压力差与曲率 半径的关系——Laplace公式
一、Laplace公式的简单导出
二、LaplaBiblioteka e公式的应用举例一、Laplace公式的简单导出
弯曲液面与平液面不同，弯曲液面表面张力在法线方向的合力不等于零。凸液 面，表面张力合力方向指向液体内部；凹液面，合力方向指向液体上方。为保 持弯曲液面的存在与平衡，弯曲液面内外两侧有压力差：弯曲液面突向一侧的 压力总是小于另一侧的；换言之，当液面两侧有压力差时，能形成弯曲液面， 液面突向的一侧压力小，两侧压力差与液体表面张力和弯曲液面的曲率半径有 关。
一 、润 湿 作 用
凝聚态物体表面一种流体被另一种流体取代的过程称为润湿(wetting)。例如， 液体将固体表面的气体取代，形成液体膜或液滴。液体取代固体表面气体，液 体不能完全展开的过程称为沾湿(adhesion)。沾湿是原有的气液和固气界面消 失形成新的固液界面。若形成单位界面，此过程在恒温、恒压条件下，自由能 的改变为 WA 称为黏附功，是将单位固液界面拉开外界需做的最小功，WA 表征固液界面(即 固体与液体分子间)作用力的大小。WA＞0(即 ΔGA＜0)是沾湿过程自发进行的条 件。 液体自发在固体表面展开成一薄层，此过程称为铺展(spreading)。铺展是固气 界面消失、气液界面和固液界面形成的过程。若形成单位界面，此过程自由能 的改变为 S 称为铺展系数。此过程自发进行的标准是 ΔS＞0(即 ΔGs＜0)。
一 、 几个小实验
在石蜡表面上的小水滴会自动成球形；在水面上用简单的方法可使金属针(或分 值硬币)漂浮，但不能使它们悬浮于水中；从管口缓慢自然形成的液滴形状与橡 胶薄膜中盛水悬起的形状很相似；插入水中的毛笔笔毛是分散开的，当笔头提 出水面后笔毛并拢，成一体状。这些实验现象说明：①液体表面与体相液体的 性质不完全相同；②液体表面似存在一弹性膜；③液体表面有自动缩小的本能。 液体表面的这些特点可从力学和能量的角度予以解释。
第二节 弯曲液面内外压力差与曲率 半径的关系——Laplace公式
一、Laplace公式的简单导出
二、LaplaBiblioteka e公式的应用举例一、Laplace公式的简单导出
弯曲液面与平液面不同，弯曲液面表面张力在法线方向的合力不等于零。凸液 面，表面张力合力方向指向液体内部；凹液面，合力方向指向液体上方。为保 持弯曲液面的存在与平衡，弯曲液面内外两侧有压力差：弯曲液面突向一侧的 压力总是小于另一侧的；换言之，当液面两侧有压力差时，能形成弯曲液面， 液面突向的一侧压力小，两侧压力差与液体表面张力和弯曲液面的曲率半径有 关。
《应用胶体与界面化学》03 表面张力与润湿作用
B B B
dA SdT pdV dAsT Vdp dAs BdnB
从这些热力学基本公式可得
U H A G As S ,V ,nB As S , p ,nB As T ,V ,nB As T , p ,nB
四、聚合物对溶胶的稳定和絮凝作用 1.空间稳定理论 2.高分子化合物的敏化作用和保护作用
五、分散剂 & 絮凝剂 作用机理
03 表面张力与润湿作用
§3-1
液体的 表面张力 σ的影响因素 导出、应用 接触角θ与Young方程 θ的影响因素
§3-2 Laplace公式. §3-3 润湿 §3-4 浮选 §3-5 液液界面张力 §3-6 界面张力的测定 §3-7
低），所以表面分子受到被拉 入体相的作用力。
这种作用力使表面有自动收缩到最小的趋势，并
使表面层显示出一些独特性质，如表面张力、表面吸 附、毛细现象、过饱和状态等。
液体表面的最基本的特性是趋向于收缩
1 液体表面自动缩小 2 欲扩大表面积需外界对其做功
力学定义： 如果在活动边框上挂一重物， 使重物质量W2与边框质量W1所产 生的重力F与总的表面张力大小相 等方向相反，则金属丝不再滑动。
p总 p0 ps
对活塞稍加压力，将
毛细管内液体压出少许
使液滴体积增加dV 相应地其表面积增加dA 克服附加压力ps所作的 功等于可逆增加表面积的
p0
Gibbs自由能
V 4 3
ps dV dAs
dV 4 r dr
2
ps
R'
r
3
As 4 r
2
dAs 8 rdr
2 ps r Laplace公式
dA SdT pdV dAsT Vdp dAs BdnB
从这些热力学基本公式可得
U H A G As S ,V ,nB As S , p ,nB As T ,V ,nB As T , p ,nB
四、聚合物对溶胶的稳定和絮凝作用 1.空间稳定理论 2.高分子化合物的敏化作用和保护作用
五、分散剂 & 絮凝剂 作用机理
03 表面张力与润湿作用
§3-1
液体的 表面张力 σ的影响因素 导出、应用 接触角θ与Young方程 θ的影响因素
§3-2 Laplace公式. §3-3 润湿 §3-4 浮选 §3-5 液液界面张力 §3-6 界面张力的测定 §3-7
低），所以表面分子受到被拉 入体相的作用力。
这种作用力使表面有自动收缩到最小的趋势，并
使表面层显示出一些独特性质，如表面张力、表面吸 附、毛细现象、过饱和状态等。
液体表面的最基本的特性是趋向于收缩
1 液体表面自动缩小 2 欲扩大表面积需外界对其做功
力学定义： 如果在活动边框上挂一重物， 使重物质量W2与边框质量W1所产 生的重力F与总的表面张力大小相 等方向相反，则金属丝不再滑动。
p总 p0 ps
对活塞稍加压力，将
毛细管内液体压出少许
使液滴体积增加dV 相应地其表面积增加dA 克服附加压力ps所作的 功等于可逆增加表面积的
p0
Gibbs自由能
V 4 3
ps dV dAs
dV 4 r dr
2
ps
R'
r
3
As 4 r
2
dAs 8 rdr
2 ps r Laplace公式
表面张力与润湿作用
04
表面张力与润湿作用的实验 研究
实验目的
探究表面张力对润湿作用的影响
验证润湿作用的理论模型
通过实验观察不同表面张力下的润湿现象 ，分析表面张力与润湿作用的关系。
利用实验数据验证润湿作用的理论模型， 如Young-Laplace方程、Wenzel模型等。
探索表面活性剂对润湿作用的影 响
通过实验研究表面活性剂对表面张力和润 湿作用的影响，了解其作用机制。
在印刷行业中，润湿作用用于控制墨水的铺展和渗透，从而影响印刷质 量和效果。通过调整表面张力，可以优化印刷品的清晰度和色彩。
在金属加工领域，表面张力对金属的熔融、凝固和成型过程具有重要影 响。通过合理控制表面张力，可以提高金属制品的表面质量和机械性能。
在环境科学中的应用
在水处理中，表面张力与润湿作用可用于改善 水体的表面张力，从而促进水滴的形成和分离， 提高水处理的效率和效果。
润湿的类型
01
02
03
完全润湿
当液体完全覆盖固体表面， 形成一层液膜，称为完全 润湿。例如，水滴在玻璃 表面。
部分润湿
当液体仅部分覆盖固体表 面，形成不连续的液滴， 称为部分润湿。例如，水 滴在油性笔迹上。
不润湿
当液体无法在固体表面展 开，形成球形液滴，称为 不润湿。例如，水滴在荷 叶表面。
润湿的应用
工业涂层
通过控制涂层的润湿性，可以提高涂层的附着 力和防腐蚀性能。
防雾剂
通过改变镜面表面的润湿性，可以防止雾气生 成，保持清晰视野。
油墨印刷
油墨的润湿性能决定了印刷品的清晰度和附着 性。
03
表面张力与润湿作用的关系
表面张力对润湿的影响
01
表面张力是液体表面抵 抗收缩的力，表面张力 越大，液体越不容易润
【精选】表面张力与润湿作用
四、 润湿作用与接触角
一.润湿作用 凝聚态物体表面一种流体被另一种流体 取代的过程称为润湿。 润湿过程分为三类，即在日常生活中经 常遇到的沾湿、浸湿和铺展。
沾湿
液体取代固体表面气体，液体不能完全展开的 过程称为沾湿。
GA sg lg sl WA
当WA>0时，即 GA 0 时， 沾湿过程才是自发的。
2.2 表面不均匀性 因各种原因固体表面有不同表面能的区域使 得θ大小与表面组成有关。若表面由性质1和2的 物质组成，各占表面分数f1和f2，某种液体在各纯 组成的物质上的θ分别为θ1和θ2，混合表面的θ为：
2.1表面粗糙性 表面粗糙度：真实的粗糙的固体表面积与相 同体积固体完全平滑表面积之比。用r来表示， r≥1，r越大，表面越粗糙。 某液体在粗糙表面上的表观接触角θ′与在同 一固体平滑面上接触角θ有下述关系：
r ( lg cos ) lg cos ' r cos cos '
Wenzel方程
Cr镀层 铁管
固-固界面
三、表面张力
一）、 处于液体体相内的任 一分子受到其周围四面八方分 子的作用是相等的，可以抵消， 故在液体内部分子的移动无需 做功。 处于液体表面上的分子 受到液体内部分子的作用力远 大于另一侧气体（或蒸气)分子 的作用力，因而液体表面分子 有自动向液体内部迁移的趋势， 这种趋势的表现之一是液体表 面自动缩小，表现之二为欲扩 大表面需外界做功。
3、扩散理论 扩散理论认为，粘接是通过胶粘剂与 被粘物界面上分子扩散产生的。当胶粘剂 和被粘物都是具有能够运动的长链大分子 聚合物时，扩散理论基本是适用的。热塑 性塑料的溶剂粘接和热焊接可以认为是分 子扩散的结果。
4、静电理论 由于在胶粘剂与被粘物界面上形成双电 层而产生了静电引力，即相互分离的阻力。 当胶粘剂从被粘物上剥离时有明显的电荷 存在，则是对该理论有力的证实。
表面张力与润湿作用
3、扩散理论 扩散理论认为，粘接是通过胶粘剂与 被粘物界面上分子扩散产生的。当胶粘剂 和被粘物都是具有能够运动的长链大分子 聚合物时，扩散理论基本是适用的。热塑 性塑料的溶剂粘接和热焊接可以认为是分 子扩散的结果。
4、静电理论 由于在胶粘剂与被粘物界面上形成双电 层而产生了静电引力，即相互分离的阻力。 当胶粘剂从被粘物上剥离时有明显的电荷 存在，则是对该理论有力的证实。
二.低能表面与高能表面
已知有机固体（如石蜡，聚乙烯等）的表面能 都小于100mJ· m-2, 无机固体（如NaCl,CaO,Ag,云 母等）表面能都大于100mJ· m-2。认为界定，前者 为低表面能固体，其表面为低能表面；后者为高表 面能固体，其表面为高能表面。 金属原子之间的作用力是由离域电子维系的， 作用力大小几乎等同于化学键。而有机物分子之间 的作用力为范德华力，比化学键力要小得多。表面 原子所处的力场不均匀性越大，表面能越高。
2.温度的影响 温度升高，分子键引力减弱，故表面 张力多随温度升高而减小。同时，温度升 高液体的饱和蒸气压增大，气相中分子密 度增加，也是气相分子对液体表面分子的 引力增大，导致液体表面张力减小。当温 度达到临界温度Tc时，液相与气相界线消 失，表面张力降为零。
3.压力的影响 随压力增大，表面张力减小。低压 下影响不明显，高压下可能引起比较 明显的变化。
2.1表面粗糙性 表面粗糙度：真实的粗糙的固体表面积与相 同体积固体完全平滑表面积之比。用r来表示， r≥1，r越大，表面越粗糙。 某液体在粗糙表面上的表观接触角θ′与在同 一固体平滑面上接触角θ有下述关系：
r ( lg cos ) lg cos ' r cos cos '
Wenzel方程
多种研究结果表明，两相的接触面（通 常约为几个分子的厚度）处，其结构、性 质与两侧体相均不同。这种接触面就是界 面。
表面与胶体化学—第三章 表面张力与润湿作用R
;dy
C
W = ∆p d V = ∆pxy d z = d G
x + dx x d x = = r1 + dz r1 d z y + dy y dy = = r2 + dz r2 dz
∆p = γ ( dy dx + ) yd z xd z
B r2
1 1 ∆p = γ ( + ) r1 r2
植物根吸水
R=r’/cos θ(θ为润湿角，r’为毛细管半径）。
若液体不能润湿 管壁，则毛细管内的 液面呈凸面。因为液 面下方液相的压力比 同高度具有平面的液 体中的压力高，亦即 比液面上方气相压力 大，所以管内液柱反 而下降，下降的深度 h也与△p成正比。
第八章 弯曲液面上的蒸气压-Kelvin 公式与毛细凝结
γ sg − γ sl = γ lg cos θ
一般聚四氟乙烯不易润湿，因为它的γs-g 较小，这是此类塑料电镀的难题，若将聚四氟 乙烯浸在含Fe3+（3.7×10-2mol/L)溶液中浸泡 16min后，前进角由105°±2°变为 54°±2°， 后退角由107°±3°变为0°。 棉布被水润湿不防水，若在棉布中加入氟 代烷基类的化合物，让极性基吸附于棉布上形 成定向排列吸附层，就增大了接触角（ γs-g减 小），从而使憎水性加强，达到了防雨的目的。
3.压力的影响 随压力增大，表面张力减小。低压 下影响不明显，高压下可能引起比较 明显的变化。
第二节 弯曲液面内外压力差与曲率 半径的关系-Laplace公式
由于表面张力的作用，在弯曲表面的液体与平面不同， 由于表面张力的作用，在弯曲表面的液体与平面不同， 在曲界面两侧有压力差， 在曲界面两侧有压力差，或者说表面层处的液体分子总是 受到一种附加的指向球心的收缩压力p 受到一种附加的指向球心的收缩压力ps。附加压力总是指 向液面的曲率中心, 液面突向的一侧压力小。 向液面的曲率中心, 液面突向的一侧压力小。 p0 p0 ps A B A ps p = p0 + ps p = p0 - ps B
C
W = ∆p d V = ∆pxy d z = d G
x + dx x d x = = r1 + dz r1 d z y + dy y dy = = r2 + dz r2 dz
∆p = γ ( dy dx + ) yd z xd z
B r2
1 1 ∆p = γ ( + ) r1 r2
植物根吸水
R=r’/cos θ(θ为润湿角，r’为毛细管半径）。
若液体不能润湿 管壁，则毛细管内的 液面呈凸面。因为液 面下方液相的压力比 同高度具有平面的液 体中的压力高，亦即 比液面上方气相压力 大，所以管内液柱反 而下降，下降的深度 h也与△p成正比。
第八章 弯曲液面上的蒸气压-Kelvin 公式与毛细凝结
γ sg − γ sl = γ lg cos θ
一般聚四氟乙烯不易润湿，因为它的γs-g 较小，这是此类塑料电镀的难题，若将聚四氟 乙烯浸在含Fe3+（3.7×10-2mol/L)溶液中浸泡 16min后，前进角由105°±2°变为 54°±2°， 后退角由107°±3°变为0°。 棉布被水润湿不防水，若在棉布中加入氟 代烷基类的化合物，让极性基吸附于棉布上形 成定向排列吸附层，就增大了接触角（ γs-g减 小），从而使憎水性加强，达到了防雨的目的。
3.压力的影响 随压力增大，表面张力减小。低压 下影响不明显，高压下可能引起比较 明显的变化。
第二节 弯曲液面内外压力差与曲率 半径的关系-Laplace公式
由于表面张力的作用，在弯曲表面的液体与平面不同， 由于表面张力的作用，在弯曲表面的液体与平面不同， 在曲界面两侧有压力差， 在曲界面两侧有压力差，或者说表面层处的液体分子总是 受到一种附加的指向球心的收缩压力p 受到一种附加的指向球心的收缩压力ps。附加压力总是指 向液面的曲率中心, 液面突向的一侧压力小。 向液面的曲率中心, 液面突向的一侧压力小。 p0 p0 ps A B A ps p = p0 + ps p = p0 - ps B
第二章 表面张力与润湿作用
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压力的影响
压力与表面张力关系的实验研究不易进行，一般说来，压 力对表面张力的影响可以从下面三个方面考虑 a. p增加，两相间密度差减少，γ减小 b. p增加，气体在液体表面上的吸附使表面能降低（吸附 放热），因此γ减小 c. p增加，气体在液体中的溶解度增大，表面能降低 以上三种情况均表明， p增加，γ减小 但是也有第二种情况，即压力增大，表面张力增大。
研究以AB为直径的一个环作 为边界，由于环上每点的两边都 存在表面张力，大小相等，方向 相反，所以没有附加压力。
设向下的大气压力为Po， 向上的反作用力也为Po ，附加 压力Ps等于零。 Ps = Po - Po =0
剖面图
液面正面图
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弯曲表面下的附加压力
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表面张力（surface tension）
如果在活动边框上挂一重物， 使重物质量W2与边框质量W1所产生 的重力F（F=（W1+W2）g）与总的 表面张力大小相等方向相反，则金 属丝不再滑动。 这时
F 2 l
l是滑动边的长度，因膜有两个 面，所以边界总长度为2l， 就是作 用于单位边界上的表面张力。
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附加压力示意图
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2、杨-拉普拉斯公式
1805年Young-Laplace导出了附加压力与曲率半 径之间的关系式：
一般式：
Ps ( 1' 1' ) R1 R2
特殊式（对球面）：
胶体化学表面张力毛细作用和润湿作用
可以从 g c 曲线中直接看出。
Traube 规则
甲酸
Traube研究发现，
同一种溶质在低浓度时
65
表面张力的降低与浓度
乙酸
成正比
50
丙酸
不同的酸在相同的
丁酸
浓度时，每增加一个 CH2，其表面张力降低 35 效应平均可增加约3.2倍
戊酸
0.18
0.36
c /(mol dm3)
0.54
稀溶液的 g c 曲线的三种类型
非极性碳链或碳环有机化合物。亲水基团进入水 中，憎水基团企图离开水而指向空气，在界面定 向排列。
表面活性物质的表面浓度大于本体浓度，增 加单位面积所需的功较纯水小。非极性成分愈大 ，表面活性也愈大。
八、溶液的表面张力与溶液浓度的关系
低分子量的极性有机物，如：醇、醛、酸、酯、 胺等，溶液表面张力随浓度增加而逐渐减小。
-------表面活性物质 surface active substance
具有长碳链（碳原子数大于8）的极性有机化合物： 当浓度很小时，溶液的表面张力便急剧减小，但减小 到一定值后就不再随浓度增加而变化。
------ 表面活性剂 surface active agent (surfactant）
表面活性物质的浓度对溶液表面张力的影响，
g
G ( A ) p,T ,nB
保持温度、压力和组成不变，每增加单位表面积时，
Gibbs自由能的增加值称为表面Gibbs自由能，或简称表
面自由能或表面能，用符号g 或 表示，单位为J·m-2。
等温、等压条件下，可逆的增加单位表面积时，环 境对体系所做的功转化为表面层分子的吉布斯自由能。
关于表面张力与表面Gibbs自由能
表面张力与润湿作用
一般聚四氟乙烯不易润湿，因为它的γs-g较小， 这是此类塑料电镀的难题，若将聚四氟乙烯浸在含
Fe3+（3.7×10-2mol/L)溶液中浸泡16min后，前 进角由105°±2°变为54°±2°， 后退角由
107°±3°变为0°。
棉布被水润湿不防水，若在棉布中加入氟 代烷基类的化合物，让极性基吸附于棉布上形 成定向排列吸附层，就增大了接触角（ γs-g减
当未固化环氧倾倒于聚乙烯上并固化时,附 着力即使有也很低,而将聚乙烯熔融并涂于已 固化环氧树脂上,附着力相当强。在第一种情 况下,高表面能液体,如环氧树脂不会润湿低表 面能固体,如γc较低的聚乙烯;在第二种情况下, 液体聚乙烯的表面能比固化的环氧低,有利于 润湿。（涂料、粘结剂）
第三十三页，共33页。
表面张力与润湿作用
一、胶黏剂粘接机理 二、界面现象 三、表面张力 四、润湿作用 五、润湿现象的运用
第一页，共33页。
一、胶黏剂粘接机理
1、机械理论 2、弱边界层理论 3、扩散理论 4、静电理论 5、吸附理论
第二页，共33页。
1、机械理论 机械理论认为，胶粘剂必须渗入被粘物
表面的空隙内，并排除其界面上吸附的空气， 才能产生粘接作用。
第四页，共33页。
3、扩散理论 扩散理论认为，粘接是通过胶粘剂与
被粘物界面上分子扩散产生的。当胶粘剂和 被粘物都是具有能够运动的长链大分子聚合 物时，扩散理论基本是适用的。热塑性塑料 的溶剂粘接和热焊接可以认为是分子扩散的 结果。
第五页，共33页。
4、静电理论 由于在胶粘剂与被粘物界面上形成双电
c o s f1c o 1 sf2c o 2 s
第二十八页，共33页。
3.吸附及其他因素对接触角的影响 固体表面，特别是高能固体表面能自
Fe3+（3.7×10-2mol/L)溶液中浸泡16min后，前 进角由105°±2°变为54°±2°， 后退角由
107°±3°变为0°。
棉布被水润湿不防水，若在棉布中加入氟 代烷基类的化合物，让极性基吸附于棉布上形 成定向排列吸附层，就增大了接触角（ γs-g减
当未固化环氧倾倒于聚乙烯上并固化时,附 着力即使有也很低,而将聚乙烯熔融并涂于已 固化环氧树脂上,附着力相当强。在第一种情 况下,高表面能液体,如环氧树脂不会润湿低表 面能固体,如γc较低的聚乙烯;在第二种情况下, 液体聚乙烯的表面能比固化的环氧低,有利于 润湿。（涂料、粘结剂）
第三十三页，共33页。
表面张力与润湿作用
一、胶黏剂粘接机理 二、界面现象 三、表面张力 四、润湿作用 五、润湿现象的运用
第一页，共33页。
一、胶黏剂粘接机理
1、机械理论 2、弱边界层理论 3、扩散理论 4、静电理论 5、吸附理论
第二页，共33页。
1、机械理论 机械理论认为，胶粘剂必须渗入被粘物
表面的空隙内，并排除其界面上吸附的空气， 才能产生粘接作用。
第四页，共33页。
3、扩散理论 扩散理论认为，粘接是通过胶粘剂与
被粘物界面上分子扩散产生的。当胶粘剂和 被粘物都是具有能够运动的长链大分子聚合 物时，扩散理论基本是适用的。热塑性塑料 的溶剂粘接和热焊接可以认为是分子扩散的 结果。
第五页，共33页。
4、静电理论 由于在胶粘剂与被粘物界面上形成双电
c o s f1c o 1 sf2c o 2 s
第二十八页，共33页。
3.吸附及其他因素对接触角的影响 固体表面，特别是高能固体表面能自
胶体化学第4章 表面张力 毛细作用和润湿作用
对绝大多数液体 一些经验方程： T↑, γ↓
Ramsay-Shields 方程
g kVm
2
3
( Tc T 6 )
Tc ：临界温度
Vm ：液体的摩尔体积
k： 经验参数，对非缔合的非极性液体
k ≈ 2.2×10-7 J.K-1
Guggenheim 方程
T n g g 0 (1 ) Tc
D'
x dx o'
C'
A'
y
D
dz
B'
y dy y ' ' R2 dz R2
代入上式得 1 1 ps g ' ' R1 R2
ydz dy ' A R2 若 R '1 R '2 R '
具有长碳链（碳原子数大于8）的极性有机化合物： 当浓度很小时，溶液的表面张力便急剧减小，但减小 到一定值后就不再随浓度增加而变化。 ------ 表面活性剂 surface active agent (surfactant）
表面活性物质的浓度对溶液表面张力的影响，
可以从
g
c
曲线中直接看出。
甲酸
65
水（72.75mN/m）; 正己烷 (18.4mN/m);
八、溶液的表面张力与溶液浓度的关系
水的表面张力因加入溶质形成溶液而改变。 非表面活性物质 能使水的表面张力明显升高的溶质称为非表 面活性物质。如无机盐和不挥发的酸、碱等。 这些物质的离子有较强的水合作用，趋向于 被水分子拖入水相内部，非表面活性物质在表面
2g ps ' R
p0
A
Laplace公式
Ramsay-Shields 方程
g kVm
2
3
( Tc T 6 )
Tc ：临界温度
Vm ：液体的摩尔体积
k： 经验参数，对非缔合的非极性液体
k ≈ 2.2×10-7 J.K-1
Guggenheim 方程
T n g g 0 (1 ) Tc
D'
x dx o'
C'
A'
y
D
dz
B'
y dy y ' ' R2 dz R2
代入上式得 1 1 ps g ' ' R1 R2
ydz dy ' A R2 若 R '1 R '2 R '
具有长碳链（碳原子数大于8）的极性有机化合物： 当浓度很小时，溶液的表面张力便急剧减小，但减小 到一定值后就不再随浓度增加而变化。 ------ 表面活性剂 surface active agent (surfactant）
表面活性物质的浓度对溶液表面张力的影响，
可以从
g
c
曲线中直接看出。
甲酸
65
水（72.75mN/m）; 正己烷 (18.4mN/m);
八、溶液的表面张力与溶液浓度的关系
水的表面张力因加入溶质形成溶液而改变。 非表面活性物质 能使水的表面张力明显升高的溶质称为非表 面活性物质。如无机盐和不挥发的酸、碱等。 这些物质的离子有较强的水合作用，趋向于 被水分子拖入水相内部，非表面活性物质在表面
2g ps ' R
p0
A
Laplace公式