1。6 溶液中的表面吸附-吸附现象
在稳定的温度下,纯液体的表面层的组成和内部的组成相同,不存在表面张力变化的问题,所以想要降低表面自由能,就只有缩小表面积;[2]而溶液中,溶质的浓度对表面张力存在影响,特别是在较低浓度时的影响较大,过了临界胶束浓度,影响就没有那么显著了。其实是由于溶质在表面层与本体中的浓度不同而产生的现象造成的,这种现象称为表面吸附。在一定温度下,单位面积表面层中和同体积本体溶质的量间的差值称为表面吸附量Γ,单位为mol∙m-2,表面吸附量与温度不变情况下表面张力和浓度微分之间的关系可以用吉布斯吸附公式计算,以下就是吉布斯吸附公式
式中:c为溶液的本体浓度;T为热力学温度;R为摩尔气体常数。在上式中,当(∂γ/∂c)>0,则Γ>0,称为正吸附,此时溶质的加入使得溶质在表面层的浓度比在本体中的大,称为正吸附;反之,称为负吸附。
1。6。1 吸附量的计算来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-
首先,吸附量反映在微观上就是溶质在水分子中表层和内层排列的密度不一样,在浓度较小时,这个表面吸附现象很明显。随着浓度的增大,表面层铺满溶质分子,形成一个挨着一个的单分子层,此时吸附出现饱和的现象,表面张力受到的影响程度自然就越来越小。根据1。6中的吉布斯吸附公式,我们知道要求表面吸附量,必须作表面张力关于溶液浓度的关系图,溶液浓度间接反映溶质在液体表面排列的疏密程度。图2便是我们所作的表面张力与浓度的关系图
图2:表面张力与浓度的关系图
根据上面的图我们可以找出任意浓度时的斜率,例如上图D点的斜率,利用吉布斯吸附公式,吸附量就等于BB1除以摩尔气体常数和热力学温度,就是下式Γ=BB1∕RT,其中BB1就是线段的长度。