? ?界面現象和吸附

? ?任何表面都是界面，例如。一杯水的表面是氣-液界面。桌子的表面是氣-固液面。我們所說的表面都是界面，有時這兩種名詞混用，不加以區別。

膠體化學中所說的界面現象，不僅要討論物體表面上會發生怎樣的物理化學現象以及物體表面分子或原子和內部的有什么不同，而且還要討論一定量的物體經高度分散后，這時表面積將急劇增大，給體系的性質帶來怎樣的影響，例如，粉塵為什么會爆炸、小液珠為什么能成球，活性炭為什么能脫色等，這些問題都與界面現象有關，界面現象涉及的范圍很廣，研究界面現象具有十分重要的意義，下面我們介紹一些基本的概念及其應用。

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? 表面張力和表面能

? 一、凈吸力和表面張力的概念

? 凈吸力：分子在體相內部與界面上所處的環境是不同的，液體表面上的某分子愛到各個方向的引力，幫分子受到一個垂直于液體表面、指象液體表面的分子有攔入液體內部的傾向，所以任何液體表面都有自發縮小的傾向，這也是液體靚面表面出表面張力的原因 。

? 表面張力：為說明表面張力的問題，首先我們看圖：

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? ?當球形液滴被拉平后，假設液體體積不變，這就意味著液體內部的某些分子被拉到表面并輔于表面上，因而使現面積變大，當內部分子被拉到表面上時，同樣要受到向下的凈吸力，這表面，把液體內部分子搬到液體表面時，需要克服內部分子的吸引力而消耗功。因此表面張力可定義為增加單位面積所消耗的功。按能量守恒定律，外界所消耗的功儲存于表面，成為表面分子所具有的一種額外熱能，也稱為表面能。所以表面張力又稱為表面自由焓。

? 表面張力的SI單位為N/m，是作用在單位長度長的力。當我們在試驗時，擴大肥皂膜時表面積變大，肥皂膜收縮時，表面積變小，這意味著表面上的分子被拉入液體內部，肥皂膜收縮時，力的方向總是與液體平行和，因此，表面張力的方向也和表面平行，在活動金屬絲收縮時，當然有垂直作用在金屬絲框邊緣上的力，所以表面張力也可認為是作用在金屬絲框單位長度上的力。

綜上所述，可以得出結論，分子間可以引起凈吸力，而凈吸力引起的表面張力，表面張力永遠和液體表面相切，。

? 二、影響表面張力的因素，

? 表面張力是液體包括固體表面的一種性質，而且是強度性質。有多種因素可以影響物質的表面張力。

? 1、物質本性，表面張力起源于凈吸力，而凈吸力取決于分子間的引力和分子結構，因此，表面張力與物質本性有關，例如水是極性分子，分子間有很強的吸引力。

? 2、相界面性質：通常所說的某種液體的表面張力，是指該液體與含在本身蒸氣時的空間相接觸時的測定值，在與液體相接觸的另一相物質的性質改變時，表面張力會發生變化。在液-氣界面上，表面張力是液體分子相互吸引所產生的凈吸力的總和，空氣分子對液體分子的吸引可以忽略，但在液-液界面上。兩種不同的分子也要相互吸引，因而降低了每種液體的凈吸力，使新界面的張力比原有兩個表面張力蘆葦大的那個小些。

? 3、溫度：溫度升高時一般液體的表面張力都降低。溫度升高，表面張力降低的定性解釋，是因為溫度升高時物質膨脹，分子間距離增大，故吸引力減弱，當然也可用溫度升高時氣-液兩相的密度差別減小這個事實來說明。

? 4、壓力：從氣-液兩相密度差和凈吸力考慮，氣相壓力對表面張力是有影響的，因在一定溫度下液體的蒸汽壓不變，因此研究壓力的影響只能靠改變空氣或惰性氣體的壓力來進行，可是空氣和惰性氣體都在一定程度上特別是在高壓下溶于液體并為液體所吸收，當然也有部分氣體在液體表面上吸附，而且壓力不同，溶解度和吸附量也不同，故用改變空氣或惰性氣體壓力所測得的表面張力變化應是包括溶解、吸附，壓力等因素的綜合影響。

? 三、測定液體表面張力的方法

? 1、毛細管上升法：當干凈的玻璃毛細管插入液體中時，若此液體能潤濕毛細管壁，則因表面張力的作用，液體沿毛細管上升，直到上塔尖的力被液注的重力所平衡而停止上升，這時測得液柱上升高度便能計算表面張力。

? 2、環法：通常用鉑絲制成圓掛環，將它掛在扭力秤上，然后轉動扭力絲，使環緩緩上升。這時拉起來的液體吃不開圓筒時形，當環與液面突然脫離時，所需的最大拉力，它和拉起液體的重力想等，也和沿環周圍的表面張力反抗向上的拉力相等，因為液膜有內外兩面。

? 3、氣泡最大壓力法：試驗時令毛細管管口與被測液體的表面接觸，然后隨著毛細管內外壓差的增大，毛細管口的氣泡慢慢長大，泡的曲率半徑開始時從大變小，直到形成半球形。

本方法與接觸角無關，也不需要液體密度數據，而且裝置簡單，測定迅速，因此被廣泛利用。

? 四、測定固體表面張力的方法。

? 液體的表面張力主要是通過擴大表面積來實現的，固體有表面當然也應該有表面張力，但固體不同于液體，固體內部的原子或分子不像液體那樣可以自由移動，因此固體表面張力的測定很困難，現在晟鼎公司研發生產的表面張力儀很好的解決這一問題。