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表面張力是啥意思?簡單解釋下表面張力是什么現(xiàn)象

來源:潤禾生物、表面活性劑網(wǎng) 瀏覽 965 次 發(fā)布時間:2024-02-19

表面張力是啥意思?把液體表面任意單位長度的收縮力稱為表面張力,單位為N?m-1。表面張力是表面活性劑溶液的一個非常重要的物化性能。表面活性劑的許多應(yīng)用性能都與它有關(guān),比如潤濕、洗滌、增溶、分散等。


表面活性劑是一種具有特殊結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的有機化合物,它們能明顯地改變兩相間的界面張力或液體(一般為水)的表面張力,具有潤濕﹑起泡﹑乳化﹑洗滌等性能。


就結(jié)構(gòu)而言,表面活性劑都有一個共同的特點,即其分子中含有兩種不同性質(zhì)的基團,一端是長鏈非極性基團,能溶于油而不溶于水,亦即所謂的疏水基團或憎水基,這種憎水基一般都是長鏈的碳氫化合物,有時也為有機氟﹑有機硅﹑有機磷﹑有機錫鏈等。另一端則是水溶性的基團,即親水基團或親水基。親水基團必須有足夠的親水性,以保證整個表面活性劑能溶于水,并有必要的溶解度。由于表面活性劑含有親水基和疏水基,因而它們至少能溶于液相中的某一相。表面活性劑的這種既親水又親油的性質(zhì)稱為兩親性。

表面張力是什么現(xiàn)象

通常把一個相與它本身的飽和蒸氣相接觸的面稱為表面,把兩個不同物質(zhì)相接觸的面稱為界面。但實際中常常把一相為空氣的接觸面稱為表面。


表面(界面)張力是由自由表面能引起的沿液面表面作用在單位長度上的力,在數(shù)值上同單位表面上的自由表面能相等。表面張力單位是牛頓/米(N/m)或毫牛頓/米(mN/m)。


表面張力(或者說自由表面能)產(chǎn)生的根本原因是由于表面或界面層的分子受力不平衡所致。分子之間作用力越大,表面張力越、大。一般來說,極性物質(zhì)的表面張力比非極性物質(zhì)的大,固體的表面張力比液體的大。


表面張力的測定方法很多,如環(huán)法、滴體積法(或滴重法)、最大氣泡法、平板法、毛細管上升(或下降)法、懸滴法、振動噴射法等。我國國家標準規(guī)定了采用拉起液膜法及滴體積法測定表面張力及界面張力。


影響表面張力的因素很多,因此,測定表面張力時需注意以下幾個方面:①溶液要恒溫。通常,溫度升高,表面張力降低。例如,水的表面張力rH2O(mN/m)與溫度t(℃)的關(guān)系為:


rH2O=75.680—0.138t一0.356×10—3t2+0.47×10—6t3


所以溫度變化要控制在±0.1℃以內(nèi)。②測量要在潔凈的環(huán)境中進行,盡量使測量體系封閉。溶液的表面對于大氣灰塵或周圍的揮發(fā)性化學(xué)溶劑非常敏感,少量的雜質(zhì)即會影響測量值的準確性。所以在進行測定的房間內(nèi)不應(yīng)存放或處理揮發(fā)性物品,全部儀器應(yīng)該用保護天平的罩子保護起來,與所測液體有接觸的測量器件,如鉑絲環(huán)、毛細管、測量杯等必須潔凈。③水須達到一定的純度。另外,不同溶液,其表面達到平衡的時間不同,可從數(shù)分鐘到數(shù)小時,因此,需根據(jù)具體情況選擇合適的測定方法??稍谝欢螘r間內(nèi)多次測量,根據(jù)表面張力與時間的曲線,確定表面達到平衡的時間。


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