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表面張力是啥意思?簡(jiǎn)單解釋下表面張力是什么現(xiàn)象
來(lái)源:潤(rùn)禾生物、表面活性劑網(wǎng) 瀏覽 453 次 發(fā)布時(shí)間:2024-02-19
表面張力是啥意思?把液體表面任意單位長(zhǎng)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(gè)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(rùn)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(jī)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(rùn)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(gè)共同的特點(diǎn),即其分子中含有兩種不同性質(zhì)的基團(tuán),一端是長(zhǎng)鏈非極性基團(tuán),能溶于油而不溶于水,亦即所謂的疏水基團(tuán)或憎水基,這種憎水基一般都是長(zhǎng)鏈的碳?xì)浠衔铮袝r(shí)也為有機(jī)氟﹑有機(jī)硅﹑有機(jī)磷﹑有機(jī)錫鏈等。另一端則是水溶性的基團(tuán),即親水基團(tuán)或親水基。親水基團(tuán)必須有足夠的親水性,以保證整個(gè)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(gè)相與它本身的飽和蒸氣相接觸的面稱為表面,把兩個(gè)不同物質(zhì)相接觸的面稱為界面。但實(shí)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(zhǎng)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(shuō)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(lái)說(shuō),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(cè)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(xì)管上升(或下降)法、懸滴法、振動(dòng)噴射法等。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了采用拉起液膜法及滴體積法測(cè)定表面張力及界面張力。
影響表面張力的因素很多,因此,測(cè)定表面張力時(shí)需注意以下幾個(gè)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(cè)量要在潔凈的環(huán)境中進(jìn)行,盡量使測(cè)量體系封閉。溶液的表面對(duì)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(huì)影響測(cè)量值的準(zhǔn)確性。所以在進(jìn)行測(cè)定的房間內(nèi)不應(yīng)存放或處理?yè)]發(fā)性物品,全部?jī)x器應(yīng)該用保護(hù)天平的罩子保護(hù)起來(lái),與所測(cè)液體有接觸的測(cè)量器件,如鉑絲環(huán)、毛細(xì)管、測(cè)量杯等必須潔凈。③水須達(dá)到一定的純度。另外,不同溶液,其表面達(dá)到平衡的時(shí)間不同,可從數(shù)分鐘到數(shù)小時(shí),因此,需根據(jù)具體情況選擇合適的測(cè)定方法??稍谝欢螘r(shí)間內(nèi)多次測(cè)量,根據(jù)表面張力與時(shí)間的曲線,確定表面達(dá)到平衡的時(shí)間。