第二、三章 溶液的表面张力-表面吸附-表面活性剂 (2)分析
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第二章 溶液表面
表面吸附量可通过表面张力测定推算出来 §2-2-1 吉布斯吸附公式 Gibbs Adsorption Equation a G=RT a 稀溶液 G = - c T RT c
T
1、Gibbs表面（相界面） 与纯液体的相似，就是在气-液（、） 两相的过渡区内划定一个无厚度的、理想 的几何面，实际体系分为、两相。
第二章 溶液表面 Chapter 2 Surface of Solution
§2-1 溶液表面张力与表面活性
§2-2 溶液表面的吸附
第二章 溶液表面 Chapter 1 Surface of Solution §2-1 溶液表面张力与表面活性 §2-1-1 溶液表面张力 ① 表面惰性物质—自身内 1 聚能较高，与溶剂作用较 0 强，如：泉水，海水无机 盐电解质、多羟基有机物、 蔗糖、甘露醇等。
②非极性基团与水分子间缺少强烈的相互 作用，无法补偿熵减少所引起的自由能升高， 而出现逃离水的趋势，即疏水效应。 疏水效应是熵驱动过程：G= H -TS 若TS > H, 则G < 0, 过程可自动进行。 如：溶液表面吸附和胶团化
碳氢基团越大，疏水效应越明显， 表面活性也就越强。
烃分子从水溶液迁移到烃溶液的过程 就是疏水效应的结果。 HC-W= HC-W =RTlnxW 一系列直链、支链、环烷化合物的理 论计算值和实验值都支持“似冰理论”。 3、表面活性 表面活性的物理化学作用 —表面吸附和胶团化
相界面的热力学基本方程： dU= dH = TdS +dA+idni dF = dG = -SdT +dA+idni 与全微分式比较得： SdT+Ad+nidi =0 恒温下：i=i+RTlnai 则：SdT+Ad+nidi = Ad+niRTdlnai =0
T
1、Gibbs表面（相界面） 与纯液体的相似，就是在气-液（、） 两相的过渡区内划定一个无厚度的、理想 的几何面，实际体系分为、两相。
第二章 溶液表面 Chapter 2 Surface of Solution
§2-1 溶液表面张力与表面活性
§2-2 溶液表面的吸附
第二章 溶液表面 Chapter 1 Surface of Solution §2-1 溶液表面张力与表面活性 §2-1-1 溶液表面张力 ① 表面惰性物质—自身内 1 聚能较高，与溶剂作用较 0 强，如：泉水，海水无机 盐电解质、多羟基有机物、 蔗糖、甘露醇等。
②非极性基团与水分子间缺少强烈的相互 作用，无法补偿熵减少所引起的自由能升高， 而出现逃离水的趋势，即疏水效应。 疏水效应是熵驱动过程：G= H -TS 若TS > H, 则G < 0, 过程可自动进行。 如：溶液表面吸附和胶团化
碳氢基团越大，疏水效应越明显， 表面活性也就越强。
烃分子从水溶液迁移到烃溶液的过程 就是疏水效应的结果。 HC-W= HC-W =RTlnxW 一系列直链、支链、环烷化合物的理 论计算值和实验值都支持“似冰理论”。 3、表面活性 表面活性的物理化学作用 —表面吸附和胶团化
相界面的热力学基本方程： dU= dH = TdS +dA+idni dF = dG = -SdT +dA+idni 与全微分式比较得： SdT+Ad+nidi =0 恒温下：i=i+RTlnai 则：SdT+Ad+nidi = Ad+niRTdlnai =0
初中化学知识点归纳物质的表面张力和界面活性剂
初中化学知识点归纳物质的表面张力和界面活性剂物质的表面张力和界面活性剂是初中化学中的重要知识点，对于理解物质的性质和应用有着重要的作用。
本文将对物质的表面张力和界面活性剂进行归纳和解析。
一、物质的表面张力表面张力是指液体表面发生形变时所需要的能量。
一般来说，表面张力使液体表面趋于收缩，这是由于液体分子间的相互作用力导致的。
液体表面上的分子相互靠近，受到液体内部的吸引力，所以液体的表面像薄膜一样被拉紧。
表面张力的大小与液体种类有关，一般情况下，分子间作用力较大的液体具有较大的表面张力。
二、界面活性剂界面活性剂是一类能够降低液体表面张力的物质。
界面活性剂分子结构中含有亲水基团和疏水基团，使其既能与水分子相互作用，又能与非极性物质相互作用。
界面活性剂可以在液体表面形成一层分子膜，分子膜的疏水基团朝向水面，亲水基团与水分子相互作用。
这种分子膜能够降低表面张力，使液体表面变得更加平滑。
三、表面活性剂的分类和应用表面活性剂可以根据亲水基团和疏水基团的相对位置分为两类：阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。
阳离子表面活性剂的亲水基团带正电荷，而阴离子表面活性剂的亲水基团带负电荷。
表面活性剂在日常生活中有广泛应用。
例如，洗涤剂就是一种常见的表面活性剂。
洗涤剂的分子结构中含有亲水基团和疏水基团，可以降低水与油污的表面张力，使其与水混合并分散在水中。
此外，界面活性剂还可以用于制备乳液、泡沫剂等。
四、物质的表面张力与界面活性剂的联系物质的表面张力与界面活性剂有着密切关系。
界面活性剂的存在可以降低液体的表面张力，使液体更容易形成泡沫、乳液等。
同时，界面活性剂还可以改变液体的表面性质，使其具有良好的润湿性和展开性。
总结：物质的表面张力是液体表面发生形变时所需要的能量，而界面活性剂是能够降低液体表面张力的物质。
表面活性剂在日常生活中有着广泛的应用，例如洗涤剂、乳液等。
了解物质的表面张力和界面活性剂对于理解物质性质和应用有着重要的意义。
第二章表面活性剂(共56张PPT)
C14H29SO4Na 30
C16H33SO4Na 45 C18H37SO4Na 56
活性剂
C10H21CHC6H4SO3Na | CH3
表面活性剂：是这样一种物质，当它的加入量很小时，就能使溶 剂（一般为水）的表面张力或液液界面张力显著降低，改变体系 的界面状态；当它达到一定浓度时，在溶液中缔合成胶团，从而 产生润湿或反润湿、乳化或破乳、起泡或消泡、以及加溶等一系 列作用，以达到实际应用的要求。
是一类即使在很低浓度时也能显著降低表（界）面张力的物质。
6.8
=CH-
-0.475 -0.475 -0.475
2.4
-(C3H5O)-(氧丙烯基) -0.15
2.1
-CP2-
1.9
-CF3-
-0.87 -0.87
例：计算月桂酸钠的HLB值 CH3（ CH2）10-COONa
解：-CH3：， -CH2- ： -COONa：19.1
HLB=7+∑(亲水基团基数)-∑(亲油基团基数) HLB= 7 + 19.1-（-0.475）×
第二章 表面活性剂
第一节 表面活性剂基本概念
一、表面张力
界面上的分子与体相内部分子所处的
状态不同。受力状态不同。
图2—1 液相内部和液-气界面的
分子所受作用力的示意图
表面张力：液体表面任意单位长度上的
收缩力称为表面张力，单位为N·m-1
。
从能量上看，表面分子比内部分 子具有更高的能量。
要使体系的表面积增加，就必须对体系 做功。
团具有的亲水亲油平衡值。 表示表面活性剂的亲水疏水性能。
HLB值大，亲水性强，亲油性弱； HLB值小，亲油性强，亲水性弱。
（1）HLB值的规定
第3章表面活性剂在溶液表(界)面上的吸附详解
一般无特别说明，均为正吸附。
吸附可发生在各种界面上。
2018/10/15 表面活性剂化学 2
引 言
如：活性炭除臭、脱色，分子筛催化剂起催化 作用，肥皂有乳化、洗涤作用。 表面活性剂在溶液表面、油水界面或固体表面上 的吸附，会改变表面或界面状态，影响界面性质， 从而产生一系列在应用中很重要的现象，如润湿、 乳化、起泡、洗涤作用。 吸附现象发生在各种界面上，溶液的吸附量不 像固体的吸附量那样易于直接测量。通常通过表面 张力测定结果来推算。
应用公式的注意事项 (1) 由于表面活性剂溶液的浓度一般很小，表中均用浓度c代 替活度a。 (2) 对离子型表面活性剂，加盐与不加盐对RT前面的系数是 不同的，具体应用时应特别注意。 (3) 若离子型表面活性剂在水中易水解，其Gibbs公式较复杂， 可参考有关专著。 (4) 对正离子型和负离子型表面活性剂混合物(1:1等摩尔混 合)，由于表面吸附层中两种表面活性离子的电性自行中和， 表面上的扩散双电层不复存在，故在一定范围内，无机盐的 加入对溶液的表面张力没有影响。 (5) 应该注意公式中各量的单位。
3
2018/10/15
表面活性剂化学
3.1 表面活性剂在气液界面上的吸附
3.1.1 吸附的表征 ——表面过剩和吉布斯(Gibbs)吸附公式 1. 表面过剩
若自1cm2的溶液表面和内部各取一部分，其中溶剂 的数目一样多，则表面部分的溶质比内部所多的摩 尔数，单位为mol/cm2。
2018/10/15
>0 cB T
Γ
B
<0
增加溶质B的浓度使表面张力上升，表面超额 为负值，是负吸附。表面层中溶质浓度小于本体浓 度。非表面活性物质属于这种情况。
3.1 表面活性剂在气液界面上的吸附
溶液的表面张力和表面吸附
在环保领域的应用
污水处理
利用表面张力原理，可以有效地去除 污水中的油、重金属和其他有害物质 ，提高污水处理效果。
空气净化
通过表面吸附原理，可以去除空气中 的有害气体和颗粒物，提高空气质量 。
在生物医学领域的应用
药物传递
利用表面张力原理，可以设计出具有特定释放性能的药物传递系统，实现药物 的定向输送和控释。
农药
作为农药的增效剂，提高农药 的附着和渗透能力。
油田开采
作为乳化剂，提高采油效率。
04 溶液的表面张力与吸附在 科技中的应用
在能源领域的应用
燃料电池
溶液的表面张力对燃料电池的性 能产生重要影响，通过调节溶液 的表面性质可以优化燃料电池的 效率和稳定性。
太阳能电池
表面吸附物质可以改变太阳能电 池的光吸收和光电转换效率，从 而提高太阳能电池的能量转换效 率。
提高表面活性剂的性能和效率
总结词
提高表面活性剂的性能和效率是解决实际应用问题的关键。
详细描述
通过改进合成方法、优化配方以及研究其在不同条件下的性 能表现，可以进一步提高表面活性剂的性能和效率。这有助 于降低使用量，提高清洁效果，减少能源消耗和环境污染。
表面活性剂的安全性和环境影响
总结词
随着对环境保护的日益重视，表面活性 剂的安全性和环境影响成为研究重点。
02
溶质分子与溶液表面分子之间存在范德华力，导致溶质分子在
表面层的浓度增加。
静电力
03
溶质分子与溶液表面分子之间存在静电力，导致溶质分子在表
面层的浓度增加。
表面吸附与表面活性的关系
表面活性是指溶液表面的分子 或离子具有降低表面张力的能 力。
表面吸附作用与表面活性密切 相关，因为溶质分子在表面的 聚集状态会影响表面张力的大 小。
第三章表面活性剂-PPT
大多数聚氧乙烯表面活性剂得浊点在 70~100℃。
45
六 表面活性剂得生物学性质
1、对药物吸收得影响 表面活性剂得存在可能增加药物吸收,也可能降低药物
得吸收。 (1)若药物系被增溶在胶束内,且能顺利从胶束内扩散或胶
束本身迅速与胃肠粘膜融合,则可增加吸收,如吐温80 促进螺内酯口服吸收。 (2)表面活性剂得浓度亦有重要影响,如0、01%吐温80可 增加司可巴妥吸收,而1%吐温80反而降低了司可巴妥 吸收。
图解表面张力
三、表面活性剂得种类
根据极性基团得解离性质进行分类: ①离子型表面活性剂(阴离子型活性剂;阳离子
型活性剂,两性离子型); ②非离子型表面活性剂。
混合型得
11
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交
12
根据分子量大小进行分类: ①低分子表面活性剂; ②高分子表面活性剂[如海藻酸钠、聚乙烯醇(PVA)、
酸碱酶得作用下易水解。
23
24
第二节 表面活性剂得基本特性
一、胶束(micelles)
溶液得表面正吸附达到饱与后,当溶液内表面活性剂 分子数目不断增加时,分子转入溶液中,其疏水部分 相互吸引,缔合在一起。
表面活性剂分子自身依靠范德华力相互聚集,形成亲 油基向内,亲水基向外,在水相中温度分散,大小在胶 体粒子范围得缔合体,称为胶束。
表面活性剂浓度变大
C < CMC
分子在溶液表面 定向排列,表面张 力迅速降低
C ＝ CMC
溶液表面定向排 列已经饱与,表面 张力达到最小值。 开始形成小胶束
C > CMC
溶液中得分子得憎水 基相互吸引,分子自 发聚集,形成球状、 层状胶束,将憎水基 埋在胶束内部
45
六 表面活性剂得生物学性质
1、对药物吸收得影响 表面活性剂得存在可能增加药物吸收,也可能降低药物
得吸收。 (1)若药物系被增溶在胶束内,且能顺利从胶束内扩散或胶
束本身迅速与胃肠粘膜融合,则可增加吸收,如吐温80 促进螺内酯口服吸收。 (2)表面活性剂得浓度亦有重要影响,如0、01%吐温80可 增加司可巴妥吸收,而1%吐温80反而降低了司可巴妥 吸收。
图解表面张力
三、表面活性剂得种类
根据极性基团得解离性质进行分类: ①离子型表面活性剂(阴离子型活性剂;阳离子
型活性剂,两性离子型); ②非离子型表面活性剂。
混合型得
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大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交
12
根据分子量大小进行分类: ①低分子表面活性剂; ②高分子表面活性剂[如海藻酸钠、聚乙烯醇(PVA)、
酸碱酶得作用下易水解。
23
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第二节 表面活性剂得基本特性
一、胶束(micelles)
溶液得表面正吸附达到饱与后,当溶液内表面活性剂 分子数目不断增加时,分子转入溶液中,其疏水部分 相互吸引,缔合在一起。
表面活性剂分子自身依靠范德华力相互聚集,形成亲 油基向内,亲水基向外,在水相中温度分散,大小在胶 体粒子范围得缔合体,称为胶束。
表面活性剂浓度变大
C < CMC
分子在溶液表面 定向排列,表面张 力迅速降低
C ＝ CMC
溶液表面定向排 列已经饱与,表面 张力达到最小值。 开始形成小胶束
C > CMC
溶液中得分子得憎水 基相互吸引,分子自 发聚集,形成球状、 层状胶束,将憎水基 埋在胶束内部
表面活性剂应用导论-第2章表面活性剂的作用原理
浓度越大。 如：
1-十四烷基硫酸钠， CMC：2.4×10-3 mol/L 2-十四烷基硫酸钠， CMC：3.3×10-3 mol/L 3-十四烷基硫酸钠， CMC：4.3×10-3 mol/L 4-十四烷基硫酸钠， CMC：5.2×10-3 mol/L
2.1.4 影响临界胶束浓度的因素
4）碳氢链中其它取代基的影响 随着碳氢链中极性基团数量的增加、亲水性的 提高，表面活性剂的临界胶束浓度增大。
2.1.4 影响临界胶束浓度的因素
8）无机强电解质对胶束形成的影响 无机盐的添加会使离子型表面活性剂的临界胶束
浓度降低，而对非离子型表面活性剂则影响不 大。
2.1.5 胶束的形状和大小
表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达一定浓 度时，其非极性部分会自聚，形成聚集体，使憎 水基向里、亲水基向外，这种多分子聚集体称为 胶束。随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束 可呈现球状、棒状、层状或块状等多种形状。
表面活性剂应用导论—第2章
• 轻化工程专业 • 丁斌
第2章 表面活性剂的基本原理
2.1 表面活性剂胶束 2.2 表面活性剂结构与性能的关系
2.1.1 自聚
表面活性剂在界面上吸附一般为单分子层，当 表面吸附达到饱和时， 表面活性剂分子不能继 续在表面富集，而疏水基的疏水作用仍竭力促 使其逃离水环境，为满足这个条件，表面活性 剂分子在溶液内自聚，即疏水基向里靠在一起 形成内核，远离水环境；而亲水基朝外与水相 接触。
性剂，比相同碳原子(CH2基团)数的直链化合 物的临界胶束浓度大得多。 如：
二正辛基琥珀酸酯磺酸钠，CMC：6.8×10-4 mol/L 二(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠，CMC：2.5×10-3
mol/L
2.1.4 影响临界胶束浓度的因素
1-十四烷基硫酸钠， CMC：2.4×10-3 mol/L 2-十四烷基硫酸钠， CMC：3.3×10-3 mol/L 3-十四烷基硫酸钠， CMC：4.3×10-3 mol/L 4-十四烷基硫酸钠， CMC：5.2×10-3 mol/L
2.1.4 影响临界胶束浓度的因素
4）碳氢链中其它取代基的影响 随着碳氢链中极性基团数量的增加、亲水性的 提高，表面活性剂的临界胶束浓度增大。
2.1.4 影响临界胶束浓度的因素
8）无机强电解质对胶束形成的影响 无机盐的添加会使离子型表面活性剂的临界胶束
浓度降低，而对非离子型表面活性剂则影响不 大。
2.1.5 胶束的形状和大小
表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达一定浓 度时，其非极性部分会自聚，形成聚集体，使憎 水基向里、亲水基向外，这种多分子聚集体称为 胶束。随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束 可呈现球状、棒状、层状或块状等多种形状。
表面活性剂应用导论—第2章
• 轻化工程专业 • 丁斌
第2章 表面活性剂的基本原理
2.1 表面活性剂胶束 2.2 表面活性剂结构与性能的关系
2.1.1 自聚
表面活性剂在界面上吸附一般为单分子层，当 表面吸附达到饱和时， 表面活性剂分子不能继 续在表面富集，而疏水基的疏水作用仍竭力促 使其逃离水环境，为满足这个条件，表面活性 剂分子在溶液内自聚，即疏水基向里靠在一起 形成内核，远离水环境；而亲水基朝外与水相 接触。
性剂，比相同碳原子(CH2基团)数的直链化合 物的临界胶束浓度大得多。 如：
二正辛基琥珀酸酯磺酸钠，CMC：6.8×10-4 mol/L 二(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠，CMC：2.5×10-3
mol/L
2.1.4 影响临界胶束浓度的因素
第2章_表面活性剂的作用原理[表面活性剂化学-天大]
![第2章_表面活性剂的作用原理[表面活性剂化学-天大]](https://img.taocdn.com/s3/m/f9a8fcb41a37f111f1855bd7.png)
温度升高，表面张力(界面张力)下降。当达到临界 温度Tc时，界面张力趋向于零。
16
2.1.1 表面张力和表面自由能 —表面张力及其影响因素
（3）压力的影响
表面张力一般随压力的增加而下降。因为压力增加，气相 密度增加，表面分子受力不均匀性略有好转。另外，若是气相 中有别的物质，则压力增加，促使表面吸附增加，气体溶解度 增加，也使表面张力下降。
在没有外力的影响或影响不大时，液 体总是趋向于成为球状。即使施加外 力后能将水银珠压瘪，一但外力消失， 它便会自动恢复原状。
如水面漂浮物、空气中的气泡、叶子 上的露珠。
6
现象3：
在金属线框中间系一线圈，一起浸 入肥皂液中，然后取出，上面形成 一液膜，见a图。 如果刺破线圈中央的液膜，线圈内 侧张力消失，外侧表面张力立即将 线圈绷成一个圆形，见b图，
这时
f ＝ 2 γl
l是滑动边的长度，因膜有两个面，所以边 界总长度为2l，比例系数γ表示垂直通过液面上
任一单位长度，与液面相切的收缩表面的力， 简称为表面张力，其单位通常为mN/m。
液体的表面张力
13
2.1.1 表面张力—表面张力的能量表达
由于表面层分子的受力情况与本体中不同，因此如果要把 分子从内部移到界面，或可逆的增加表面积，就必须克服系统 内部分子之间的作用力，对系统做功。 温度、压力和组成恒定时，可逆地使表面积增加dA所需要 对系统作的功，称为表面功。用公式表示为：
a. 溶液表面表面活性剂分子的定向排列
b. 溶液内部表面活性剂胶束的形成
表面活性剂分子在表面的吸附和胶束形成示意图
34
2.2 表面活性剂胶束
2.2.1 胶束的形成 2.2.2 临界胶束浓度 2.2.3 胶束的形状和大小 2.2.4 胶束作用简介
【DOC】溶液中的吸附作用和表面张力的测定
【DOC】溶液中的吸附作用和表面张力的测定
吸附作用是指一种物质在表面上形成的极小的颗粒，其主要来源于溶质与固体接触表面之间的力学或化学作用。
它可以增强溶质与固体之间的相互作用强度，从而影响溶质的活性和溶液的物理性质。
由于这种作用，溶液表面生成一个新的“界面”，使原有一种溶液有千变万化的表现。
表面张力是指液体表面承受的力，是液体自身有限的张力表现出来的参数。
它是影响液体流变性能的关键因素之一，也是液体的重要性质之一。
此外，表面张力也影响着液体表面的其他性质，比如：表面活性剂的吸附与混溶能力、表面污染物的吸附能力、溶质的极性和分散性等等。
因此，测定溶质中的吸附作用及溶液表面张力非常重要。
常见的测定溶质中的吸附作用的方法有实验检测和模型预测两种，它们之间相关度很高，能够综合考察不同溶质的吸附作用及其机理。
一般而言，实验检测是介观检测性质，比如：液体表面张力等，而模型预测则可以从微观角度反映溶质之间的相互作用，并能够深入分析吸附作用及其机理。
通常，液体表面张力的测定可以采用传统的实验检测方法，例如：气液界面法、粘度计等。
以气液界面法为例，通过测量小液滴的重量就可以计算出液体表面张力。
其他方法如粘度计测定、机械张力法、上清法等也是测量液体表面张力的常用方法之一；而扫描电镜等技术可以分析吸附过程中液体表面的构型，从而加深对溶质吸附的认知。
本文从实验检测和模型预测的角度讨论了溶质中的吸附作用及表面张力测定的方法与技术，从而为进一步研究和应用提供借鉴与参考。
溶液的表面张力与表面吸附ppt课件
27
吸附等温线，也称Γ2~c2曲线，或者Γ~c曲线； Γ，吸附量 c， 溶质的平衡浓度 可由希斯科夫斯基公式导出
28
29
30
31
32
2.4 表面活性物质 在溶液表面上定向
排列
33
同系物的各不同化合物， 例如具有不同长度的直 链脂肪酸，其饱和吸附 量大致是相同的。
由此可以推想，在达到饱和吸附时，这些表面活性 物质分子在溶液的表面上，定向而整齐地排列，极 性基伸入水相，非极性基向着空气。
其他因素相同时，非离子型的表面活性剂的饱和吸附量 大于离子型的。这是因为吸附在表面上的表面活性离子 带相同电荷，彼此存在电斥力，使其吸附层较为疏松。
38
加入无机盐可明显增加离子型表面活性剂的吸附量，这 是因为更多的反离子进入吸附层，削弱了表面活性离子 间的电斥力，使其排列更紧密。对非离子型表面活性剂， 加入无机盐时对吸附量没多大影响。
36
2.5 饱和吸附量
37
表面活性剂的饱和吸附量反映其表面吸附的能力。 从饱和吸附量数据可得出下列经验规律。
表面活性剂分子截面积小的饱和吸附量较大。表面活性 剂分子截面积有的取决于亲水基，有的取决于疏水基。 不过，大多是水合亲水基的截面积起决定作用。
疏水基大小起决定作用的情况往往是疏水基具有支链。 显然，亲水基相同时，疏水基带支链的表面活性剂，其 饱和吸附量一般小于直链的。此外，碳氧链为疏水基的 表面活性剂饱和吸附量常小于相应的碳氢链的。
也就是说，同系物中每增加一个-CH2-基团， 表面张力减小值比原来大3倍，或者说表面活 性比原来大3倍。
15
2.1.3表面活性物质与表面活性剂
常将能使水的表面张力降低的物质称为表面 活性物质；
吸附等温线，也称Γ2~c2曲线，或者Γ~c曲线； Γ，吸附量 c， 溶质的平衡浓度 可由希斯科夫斯基公式导出
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2.4 表面活性物质 在溶液表面上定向
排列
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同系物的各不同化合物， 例如具有不同长度的直 链脂肪酸，其饱和吸附 量大致是相同的。
由此可以推想，在达到饱和吸附时，这些表面活性 物质分子在溶液的表面上，定向而整齐地排列，极 性基伸入水相，非极性基向着空气。
其他因素相同时，非离子型的表面活性剂的饱和吸附量 大于离子型的。这是因为吸附在表面上的表面活性离子 带相同电荷，彼此存在电斥力，使其吸附层较为疏松。
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加入无机盐可明显增加离子型表面活性剂的吸附量，这 是因为更多的反离子进入吸附层，削弱了表面活性离子 间的电斥力，使其排列更紧密。对非离子型表面活性剂， 加入无机盐时对吸附量没多大影响。
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2.5 饱和吸附量
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表面活性剂的饱和吸附量反映其表面吸附的能力。 从饱和吸附量数据可得出下列经验规律。
表面活性剂分子截面积小的饱和吸附量较大。表面活性 剂分子截面积有的取决于亲水基，有的取决于疏水基。 不过，大多是水合亲水基的截面积起决定作用。
疏水基大小起决定作用的情况往往是疏水基具有支链。 显然，亲水基相同时，疏水基带支链的表面活性剂，其 饱和吸附量一般小于直链的。此外，碳氧链为疏水基的 表面活性剂饱和吸附量常小于相应的碳氢链的。
也就是说，同系物中每增加一个-CH2-基团， 表面张力减小值比原来大3倍，或者说表面活 性比原来大3倍。
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2.1.3表面活性物质与表面活性剂
常将能使水的表面张力降低的物质称为表面 活性物质；
第三章表面张力及表面活性剂在界面上的吸附
nBs A
单位面积表面层实际所含溶质的摩尔数
上标s表示表面(surface)，令A为溶剂，B为溶质。
定义：
B
nBs
nBl n lA
A
n
s A
Is called (relative) surface excess or
amount of surface adsorption (表面超额或表面吸附量)
l
F ST 2l
F
ST :
2l
Surface tension of water drop
3.1.1表面张力(Surface Tension)
在两相界面上，处处存在着一种张力，它垂直于表 面的单位线段上，指向使表面紧缩的方向并与表面 相切。
作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用 表 示，单位是N·m-1。
=P0-Ps
3.2弯曲液面下的附加压力
Young and Laplace Equation ：
ps
1 R1
1 R2
R1,R2是弯曲面的曲率半径。
ps
2
R
若是球面， R1＝R2＝Ｒ
A (x dx)(y dy) xy
xdy ydx
Work (xdy ydx)
Work Pxydz
1. d / dc 0
非表面活性物质
1
如无机盐、不挥发 酸碱以及蔗糖、
甘露醇等多羟基 2
有机物的水溶液
3
2. d / dc 0
表面活性物质
0
c2
3. 表面活性剂：具有两亲性
短链脂肪酸、醇、醛 质能明显降低水的表面张力的 有机化合物。
3.4.1表面过剩和吉布斯等温吸附式
The Gibbs adsorption equation, in its most general form,
第三章表面活性剂
a M
2RTA d ln aA
(1) 2
1 2RT
(d
d
ln
a)T
2RT形式
0.059 z z
I
1 2
式中a f c;lg f
1
1 0.33I 2
z :离子强度 :离子间距离
若在溶液中加入过量的，与表面活性离子具有共 同反离子的中性无机盐。如：Na+A-中加入NaCl， 并使其浓度远远大于SAa浓度
形成浊点的原因： 非离子型表面活性剂的 极性基团易与水形成氢键而提高其溶解能 力。温度升高至一定程度时，SAa与水间 的氢键作用削弱而不足以维持其溶解状态。
④在cmc以上表现出可以溶油的特性（加溶作用）
上述特性可归结为表面活性剂的两大特点： 即易在表面发生吸附和在一定浓度形成胶团 等分子有序组合体有关。
(3)聚氧乙烯烷基酰胺 O
CR
H(OC2H4)x O
O(C2H4O)zH
OH
OH
R-CONH(C2H4O)nH
常用作起泡剂、增粘剂
O(C2H4O)yH
OH
(4)多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物
Span类 及 Tween类表面活性剂即属此类
具有低毒的特点，广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验
极性基团：大的基团γcmc也大（一般） ②决定降低表面张力的因素是最外层基团（吸附层） 的结构、组成
－CF3>－CF2>－CH3>－CH2－>－CH=CH－ ③链长对γcmc影响不大，一般CH链增长，γcmc↓ ④具有分枝结构的γcmc小（CH3变多，CH2减少）
C：表面活性剂溶液表面吸附之效用
表面物理化学 第2章 溶液的表面张力和表面吸附
2.2 吉布斯吸附公式
2.2.1 表面吸附量
表面活性物质在溶液表面浓集，在某多组分封闭体系
中有 相和 相两相共平衡共存。组分 i 的物质量
为 ni ，则 ni ni ni。实验证明，在两相交界处通
常有一个厚约几个分子大小的过渡层，如上图所示， 各组分的组成是连续变化的。
AA‘面以上为 相， BB’面以下为 相，它们之间
属于这类物质有肥皂、油酸钠、八碳以上直链有机 酸的碱金属盐、烷基苯磺酸钠、高级脂肪酸等。此类 物质明显的表现出表面浓度大于溶液的体相浓度，产 生正吸附。
第Ⅲ类物质的 c 曲线可用下式来描述：
0
0b ln c a 0b ln
a
/ 0
0b ln c a
这类溶液表面张力与浓度之间的关系可用下式来描
述：
0 0
b
ln
c
c a
1
a为溶质的特征经验常数；b为有机化合物同系物的 特征经验常数。
从上式可以看出，在一定浓度 c 下，对于同一类 有力机的同能系 力物 强， 。能a使值表小面的张则力降 0低0 得值较大大，的即物降质低表表面面活张
－C17H35为亲油基团，－COONa为亲水基团。
水是极性液体，由于表面活性物质的两亲性， 它的极性头和水的亲和力强，倾向于处于水中 ，而憎水基尾端又受到水的排斥，有逃离水的 倾向，被排向水界面，将憎水部分伸向空气。 使得处于表层的表面活性物质分子所受的向液 体内部的拉力比处在表面的水分子向水内部的 拉力要小一些，所以在宏观上是溶液的表面张 力比纯水小。
表面吸附：表面浓度与本体浓度不同称为表面吸附 。
表面浓度小于本体浓度称为负吸附；
第二、三章 溶液的表面张力-表面吸附-表面活性剂 (2)
34
表面活性剂效率和有效值
表面活性剂效率 使水的表面张力明显降低所需要的表面活性 剂的浓度。显然，所需浓度愈低，表面活性剂的 性能愈好。 表面活性剂有效值 能够把水的表面张力降低到的最小值。显然， 能把水的表面张力降得愈低，该表面活性剂愈有 效。 表面活性剂的效率与有效值在数值上常常是 相反的。例如，当憎水基团的链长增加时，效率 提高而有效值降低。
14
上两式对比，可得： 表面吉布斯-杜亥姆方程 Gibbs-Duhem equation
n d n d Ad 0
s A s A s B s B
溶液相, 由吉布斯-杜亥姆方程 Gibbs-Duhem equation
n d n d 0
l A l A l B l B
n l d d B n
O
*
(无水时的锯齿状)
O H O O H O O O
O
O
O
O
(水中的曲折形态)
48
亲水亲油平衡 (hydrophile-lipophile balance)
表面活性剂都是两亲分子，由于亲水和亲油 基团的不同，很难用相同的单位来衡量，所以 Griffin提出了用一个相对的值即HLB值来表示表 面活性物质的亲水性。对非离子型的表面活性剂， HLB的计算公式为： HLB值= 亲水基质量 亲水基质量+憎水基质量 ×100/5
8
由于表面活性物具有两亲性结构，极性端极力进 入水相，而非极性端受到水的排斥，有逃出水相的趋 势，于是它被排向水面，在水面上浓集，将憎水部分 伸向空气。微观上看，表面层表面活性物分子所受的 向内的拉力比水分子的要小些，即表现出表面活性物 质溶液的表面张力低于水的表面张力。 9
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35
胶束(micelle)
表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达一定 浓度时，其非极性部分会自相结合，形成聚集体， 使憎水基向里、亲水基向外，这种多分子聚集体 称为胶束。
随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可
呈现棒状、层状或球状等多种形状。
36
胶束(micelle)
37
临界胶束浓度(CMC)
a 极稀溶液
20
两亲分子在气液界面上的定向排列
根据这种紧密 排列的形式，可以 计算每个分子所占 的截面积Am。
1 Am LΓ
式中L为阿伏加德罗常数，原来是表面超额，当达到 饱和吸附时, 可以作为单位表面上溶质的物质的量。
21
由这种方法求得醇分子的的S=0.278～0.289nm2, 脂肪酸S=0.302～0.310nm2，结果一般偏大。这 是因为表面层中达饱和吸附时仍夹杂着水分子.
10
2 溶液的表面吸附现象
Surface inactive substance
溶质 溶剂
C＜CB 负吸附
Surface active substance
C＞CB 正吸附
C：表面相浓度 CB：本体相浓度
11
溶液表面吸附：溶液表面层的组成与本体溶液组成 不同的现象
非表面活性物质在表面的浓度低于在本体的浓度 表面活性物质的表面浓度大于本体浓度
b 稀溶液
d c CMC的溶液 大于 CMC的溶液
38
39
球形胶束
40
棒状胶束
41
层状胶束
42
脂质双层与细胞膜
43
高分子胶束
• 一般为球形，也有椭球、棒状、蠕虫状等； • 在低浓度下，高分子表面活性剂可能形成 单分子胶束（链段的不同溶解性及相互不 溶性）； • 研究方法：静态/动态光散射，沉降分析， 黏度法，渗透压法，电镜，NMR等。
应用吉布斯公式,先要由实验或经验公式得到 ~c之间的关系,然后求出 ( /c)T,p,再求值 Γ.
18
Gibbs吸附公式的简化推导
19
4、两亲分子在气液界面上的定向排列
根据实验，脂肪酸在水中的浓度达到一定数值
后，它在表面层中的超额为一定值，与本体浓度无
关，并且和它的碳氢链的长度也无关。 这时，表面吸附已达到 饱和，脂肪酸分子合理的 排列是羧基向水，碳氢链向 空气。
N(CH3)2
H2 C *
n
(CH3)2NH
*
HO
H2O2
*
N
O H2 C *
n
CH3
CH3 O
32
常用表面活性剂类型
• 高分子表面活性剂 (天然型\改进型\合成型) 褐藻酸钠、羧甲基纤维素钠、明胶、淀粉 衍生物、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚氧乙 烯醚
• 其他表面活性剂
33
Gemini
在Gemini表面活性剂中,两个离子头基是靠联接基团通过化 学键而连接的,由此造成了两个表面活性剂单体离子相当紧密的 连接,致使其碳氢链间更容易产生强相互作用,即加强了碳氢链间 的疏水结合力,而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被 大大削弱。这就是 Gemini 表面活性剂和单链单头基表面活性剂 相比较,具有高表面活性的根本原因。
23
表面活性剂及其应用
表面活性剂分类
常用表面活性剂类型
表面活性剂效率和有效值
胶束
临界胶束浓度 亲水亲油平衡 润湿作用 起泡作用 增溶作用 乳化作用 洗涤作用
24
表面活性剂的重要作用
浮游选矿 乳状液类型
表面活性剂分类
表面活性剂通常采用按化学结构来分类，分 为离子型和非离子型两大类，离子型中又可分为 阳离子型、阴离子型和两性型表面活性剂。显然 阳离子型和阴离子型的表面活性剂不能混用，否 则可能会发生沉淀而失去活性作用。 阳离子型
12
3、吉布斯吸附式
吉布斯吸附公式是描述在一定温度下溶液 浓度、表面张力和溶液的表面吸附量之间的 定量关系式。 (1) 溶液的表面吸附量(表面过剩量)：单位 面积的表面层中，所含溶质的物质量与同量 溶剂在本体溶液中所含溶质物质的量的差值。
13
（2）公式推导:
s s A s A
G n n A
甜菜碱型
29
常用表面活性剂类型
R-O-(CH2CH2O)nH 脂肪醇聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 烷基酚聚氧乙烯醚 R2N-(C2H4O)nH 聚氧乙烯烷基胺 R-CONH(C2H4O)nH 聚氧乙烯烷基酰胺
非离子表面活性剂
R-COOCH2(CHOH)3H 多元醇型
胺氧化物型
14
上两式对比，可得： 表面吉布斯-杜亥姆方程 Gibbs-Duhem equation
n d n d Ad 0
s A s A s B s B
溶液相, 由吉布斯-杜亥姆方程 Gibbs-Duhem equation
n d n d 0
l A l A l B l B
n l d d B n
1.离子型
表面活性剂 2.非离子型
阴离子型 两性型
25
常用表面活性剂类型
RCOONa 阴离子表面活性剂 R-SO3Na 羧酸盐 磺酸盐
R-OSO3Na 硫酸酯盐 R-OPO3Na2 磷酸酯盐
26
常用表面活性剂类型
R-NH2· HCl CH3 | R-N-HCl | H CH3 | R-N-HCl | CH3 CH3 | R-N+-CH3Cl| CH3
l B l A
l A
n n A n
n
s B
s A
单位面积表面层中的溶剂A在溶液中所应 含溶质B的摩尔数
A
单位面积表面层实际所含溶质的摩尔数 16
(
d d B
o B
B )T , p
B RT ln aB d B RT (daB aB )
吉布斯吸附等温式
高级脂肪醇与环氧乙烷的缩合物。呈乳白色膏体。 易溶于水，具有优良的匀染、扩散、渗透、乳化、润湿性能。
31
举例
O
O
CH3
N H3C CH2CH2C OH
O
+
OH C CH2 O H
*
H2 C *
n
O
O C H2C O * CH2 H2 H2 C C N
CH3
CH3
O n
*
O O * H2 C *
n
OH O
第二章 溶液的表面张力 和表面吸附
1
溶液的表面张力
H2O
C2H5OH (aq)
NaCl (aq)
溶液的表面张力不仅与温度、压力有关， 并且还与溶液的种类和浓度有关。
2
不润湿
过度铺展
coffee ring
3
1.溶质对表面张力的影响
(1)
d / dc 0
无机盐、不挥发酸碱
1
非表面活性物质 (2) d / dc 0
O
*
(无水时的锯齿状)
O H O O H O O O
O
O
O
O
(水中的曲折形态)
48
亲水亲油平衡 (hydrophile-lipophile balance)
表面活性剂都是两亲分子，由于亲水和亲油 基团的不同，很难用相同的单位来衡量，所以 Griffin提出了用一个相对的值即HLB值来表示表 面活性物质的亲水性。对非离子型的表面活性剂， HLB的计算公式为： HLB值= 亲水基质量 亲水基质量+憎水基质量 ×100/5
表面活性物质
短链脂肪酸、醇、醛
0
2 3
c
(3) 表面活性剂：明显降低水的表面张力的两亲性质
的有机化合物
4
非表面活性物质:能使水的表面张力明显升高 的溶质，如无机盐和不挥发的酸、碱等。 这些物质的离子有水合作用，趋向于把水分子 拖入水中，非表面活性物质在表面的浓度低于在 本体的浓度。 如果要增加单位表面积，所作的功中还必须包 括克服静电引力所消耗的功，所以表面张力升高。
5
表面活性物质(surface active substance)： 溶液表面张力随浓度增加而逐渐减小。 低 分子量的极性有机物，如：醇、醛、酸、 酯、胺等.
6
希士科夫斯基方程 Szyszkowski equation
0 cB / c b ln(1 ) 0 a
o
0：纯水的表面张力; ：溶液的表面张力;
8
由于表面活性物具有两亲性结构，极性端极力进 入水相，而非极性端受到水的排斥，有逃出水相的趋 势，于是它被排向水面，在水面上浓集，将憎水部分 伸向空气。微观上看，表面层表面活性物分子所受的 向内的拉力比水分子的要小些，即表现出表面活性物 质溶液的表面张力低于水的表面张力。 9
Traube规则：脂肪酸同系物的稀水溶液每增加一 个CH2表面活性约增加3.2倍。
cB : 溶液本体浓度; a,b:经验常数; 同系物的 b 相同而 a 不同。
7
表面活性剂 surface active agent or surfactant): 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。
从结构上看，表面活性物质是两亲分子， 一端亲水（－OH,－COOH,－SO3Na等), 另一端 亲油（憎水）（－R等）。
30
Span
O O O OH OH C R
Tween
H(OC2H4)x O
O O O C R
O(C2H4O)zH
OH
O(C2H4O)yH
多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物
Span类 及 Tween类表面活性剂即属此类 具有低毒的特点，广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验
胶束(micelle)
表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达一定 浓度时，其非极性部分会自相结合，形成聚集体， 使憎水基向里、亲水基向外，这种多分子聚集体 称为胶束。
随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可
呈现棒状、层状或球状等多种形状。
36
胶束(micelle)
37
临界胶束浓度(CMC)
a 极稀溶液
20
两亲分子在气液界面上的定向排列
根据这种紧密 排列的形式，可以 计算每个分子所占 的截面积Am。
1 Am LΓ
式中L为阿伏加德罗常数，原来是表面超额，当达到 饱和吸附时, 可以作为单位表面上溶质的物质的量。
21
由这种方法求得醇分子的的S=0.278～0.289nm2, 脂肪酸S=0.302～0.310nm2，结果一般偏大。这 是因为表面层中达饱和吸附时仍夹杂着水分子.
10
2 溶液的表面吸附现象
Surface inactive substance
溶质 溶剂
C＜CB 负吸附
Surface active substance
C＞CB 正吸附
C：表面相浓度 CB：本体相浓度
11
溶液表面吸附：溶液表面层的组成与本体溶液组成 不同的现象
非表面活性物质在表面的浓度低于在本体的浓度 表面活性物质的表面浓度大于本体浓度
b 稀溶液
d c CMC的溶液 大于 CMC的溶液
38
39
球形胶束
40
棒状胶束
41
层状胶束
42
脂质双层与细胞膜
43
高分子胶束
• 一般为球形，也有椭球、棒状、蠕虫状等； • 在低浓度下，高分子表面活性剂可能形成 单分子胶束（链段的不同溶解性及相互不 溶性）； • 研究方法：静态/动态光散射，沉降分析， 黏度法，渗透压法，电镜，NMR等。
应用吉布斯公式,先要由实验或经验公式得到 ~c之间的关系,然后求出 ( /c)T,p,再求值 Γ.
18
Gibbs吸附公式的简化推导
19
4、两亲分子在气液界面上的定向排列
根据实验，脂肪酸在水中的浓度达到一定数值
后，它在表面层中的超额为一定值，与本体浓度无
关，并且和它的碳氢链的长度也无关。 这时，表面吸附已达到 饱和，脂肪酸分子合理的 排列是羧基向水，碳氢链向 空气。
N(CH3)2
H2 C *
n
(CH3)2NH
*
HO
H2O2
*
N
O H2 C *
n
CH3
CH3 O
32
常用表面活性剂类型
• 高分子表面活性剂 (天然型\改进型\合成型) 褐藻酸钠、羧甲基纤维素钠、明胶、淀粉 衍生物、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚氧乙 烯醚
• 其他表面活性剂
33
Gemini
在Gemini表面活性剂中,两个离子头基是靠联接基团通过化 学键而连接的,由此造成了两个表面活性剂单体离子相当紧密的 连接,致使其碳氢链间更容易产生强相互作用,即加强了碳氢链间 的疏水结合力,而且离子头基间的排斥倾向受制于化学键力而被 大大削弱。这就是 Gemini 表面活性剂和单链单头基表面活性剂 相比较,具有高表面活性的根本原因。
23
表面活性剂及其应用
表面活性剂分类
常用表面活性剂类型
表面活性剂效率和有效值
胶束
临界胶束浓度 亲水亲油平衡 润湿作用 起泡作用 增溶作用 乳化作用 洗涤作用
24
表面活性剂的重要作用
浮游选矿 乳状液类型
表面活性剂分类
表面活性剂通常采用按化学结构来分类，分 为离子型和非离子型两大类，离子型中又可分为 阳离子型、阴离子型和两性型表面活性剂。显然 阳离子型和阴离子型的表面活性剂不能混用，否 则可能会发生沉淀而失去活性作用。 阳离子型
12
3、吉布斯吸附式
吉布斯吸附公式是描述在一定温度下溶液 浓度、表面张力和溶液的表面吸附量之间的 定量关系式。 (1) 溶液的表面吸附量(表面过剩量)：单位 面积的表面层中，所含溶质的物质量与同量 溶剂在本体溶液中所含溶质物质的量的差值。
13
（2）公式推导:
s s A s A
G n n A
甜菜碱型
29
常用表面活性剂类型
R-O-(CH2CH2O)nH 脂肪醇聚氧乙烯醚 R-(C6H4)-O(C2H4O)nH 烷基酚聚氧乙烯醚 R2N-(C2H4O)nH 聚氧乙烯烷基胺 R-CONH(C2H4O)nH 聚氧乙烯烷基酰胺
非离子表面活性剂
R-COOCH2(CHOH)3H 多元醇型
胺氧化物型
14
上两式对比，可得： 表面吉布斯-杜亥姆方程 Gibbs-Duhem equation
n d n d Ad 0
s A s A s B s B
溶液相, 由吉布斯-杜亥姆方程 Gibbs-Duhem equation
n d n d 0
l A l A l B l B
n l d d B n
1.离子型
表面活性剂 2.非离子型
阴离子型 两性型
25
常用表面活性剂类型
RCOONa 阴离子表面活性剂 R-SO3Na 羧酸盐 磺酸盐
R-OSO3Na 硫酸酯盐 R-OPO3Na2 磷酸酯盐
26
常用表面活性剂类型
R-NH2· HCl CH3 | R-N-HCl | H CH3 | R-N-HCl | CH3 CH3 | R-N+-CH3Cl| CH3
l B l A
l A
n n A n
n
s B
s A
单位面积表面层中的溶剂A在溶液中所应 含溶质B的摩尔数
A
单位面积表面层实际所含溶质的摩尔数 16
(
d d B
o B
B )T , p
B RT ln aB d B RT (daB aB )
吉布斯吸附等温式
高级脂肪醇与环氧乙烷的缩合物。呈乳白色膏体。 易溶于水，具有优良的匀染、扩散、渗透、乳化、润湿性能。
31
举例
O
O
CH3
N H3C CH2CH2C OH
O
+
OH C CH2 O H
*
H2 C *
n
O
O C H2C O * CH2 H2 H2 C C N
CH3
CH3
O n
*
O O * H2 C *
n
OH O
第二章 溶液的表面张力 和表面吸附
1
溶液的表面张力
H2O
C2H5OH (aq)
NaCl (aq)
溶液的表面张力不仅与温度、压力有关， 并且还与溶液的种类和浓度有关。
2
不润湿
过度铺展
coffee ring
3
1.溶质对表面张力的影响
(1)
d / dc 0
无机盐、不挥发酸碱
1
非表面活性物质 (2) d / dc 0
O
*
(无水时的锯齿状)
O H O O H O O O
O
O
O
O
(水中的曲折形态)
48
亲水亲油平衡 (hydrophile-lipophile balance)
表面活性剂都是两亲分子，由于亲水和亲油 基团的不同，很难用相同的单位来衡量，所以 Griffin提出了用一个相对的值即HLB值来表示表 面活性物质的亲水性。对非离子型的表面活性剂， HLB的计算公式为： HLB值= 亲水基质量 亲水基质量+憎水基质量 ×100/5
表面活性物质
短链脂肪酸、醇、醛
0
2 3
c
(3) 表面活性剂：明显降低水的表面张力的两亲性质
的有机化合物
4
非表面活性物质:能使水的表面张力明显升高 的溶质，如无机盐和不挥发的酸、碱等。 这些物质的离子有水合作用，趋向于把水分子 拖入水中，非表面活性物质在表面的浓度低于在 本体的浓度。 如果要增加单位表面积，所作的功中还必须包 括克服静电引力所消耗的功，所以表面张力升高。
5
表面活性物质(surface active substance)： 溶液表面张力随浓度增加而逐渐减小。 低 分子量的极性有机物，如：醇、醛、酸、 酯、胺等.
6
希士科夫斯基方程 Szyszkowski equation
0 cB / c b ln(1 ) 0 a
o
0：纯水的表面张力; ：溶液的表面张力;
8
由于表面活性物具有两亲性结构，极性端极力进 入水相，而非极性端受到水的排斥，有逃出水相的趋 势，于是它被排向水面，在水面上浓集，将憎水部分 伸向空气。微观上看，表面层表面活性物分子所受的 向内的拉力比水分子的要小些，即表现出表面活性物 质溶液的表面张力低于水的表面张力。 9
Traube规则：脂肪酸同系物的稀水溶液每增加一 个CH2表面活性约增加3.2倍。
cB : 溶液本体浓度; a,b:经验常数; 同系物的 b 相同而 a 不同。
7
表面活性剂 surface active agent or surfactant): 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。
从结构上看，表面活性物质是两亲分子， 一端亲水（－OH,－COOH,－SO3Na等), 另一端 亲油（憎水）（－R等）。
30
Span
O O O OH OH C R
Tween
H(OC2H4)x O
O O O C R
O(C2H4O)zH
OH
O(C2H4O)yH
多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙烯加成物
Span类 及 Tween类表面活性剂即属此类 具有低毒的特点，广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验