表面张力

    表面张力 : 垂直通过液 体表面上任一单位长度、与液面相切的收缩 表面的力,称做表面张力。各类液体的表面 张力的数值分布在10^-1～10³mN/m。液体金 属是表面张力最大的一类,如铁在熔点 1550℃时表面张力为1880mN/m。其次是水 在25℃时为72mN/m。在常温下,表面张力 最低的是碳氟化合物,可小于10mN/m。各 类有机化合物中,极性的碳氢化合物液体的 表面张力大于相应大小的非极性的碳氢化合 物的表面张力; 有芳环或共轭双键的化合物 比饱和碳氢化合物液体的表面张力高。同系 物中,分子量较大者表面张力高。温度上升 时表面张力下降。
从微观上解释表面张力,如同自由能一 样表面张力是分子间相互作用力的体现。分 子势能随距离而变化。势能最低处为液体分 子的平均距离,分子间距离大于或小于此值 时体系势能皆升高。距离较小时,排斥占优 势,距离较大时吸引力占优势。按照分子分 布规律,表面层分子密度小于内部,具有较 高的能量。这使得表面上的分子沿表面方向 存在收缩表面的力。
在表面活性剂的实际应用中,吸附速度 具有决定性的作用。比如,在液体陈化过程 中表面张力随时间而降低,最后达到稳定值。 此时平衡时的表面张力为平衡表面张力,在 此之前的称为动表面张力。这种现象称作表 面张力的时间效应。
测定表面张力的方法有毛细管升高法、 脱环法、滴体积法、吊片法、汽压法、停滴 法和悬滴法等。