【摘要】:第一种是无机盐水溶液的σc2,如曲线A,其界面张力随浓度增加而上升。最后一种是表面活性剂水溶液的σc2关系,如曲线C所示,它们的界面张力在浓度很低时急剧下降,很快达到最低点,此后σ的变化趋于平缓。
溶液的界面张力不但与溶剂有关,而且与溶质性质和浓度有关。在一定温度下,溶液界面张力随液相浓度变化关系可归纳为三种不同类型的曲线,如图9-2所示。第一种是无机盐水溶液的σc2,如曲线A,其界面张力随浓度增加而上升。按式(9-43),说明无机盐在界面为负吸附。第二种主要是醇、醛、酮、羧酸、酯等有机物所形成水溶液的σc2关系,如曲线B所示,它们的界面张力随浓度增加而逐步降低。最后一种是表面活性剂水溶液的σc2关系,如曲线C所示,它们的界面张力在浓度很低时急剧下降,很快达到最低点,此后σ的变化趋于平缓。后两种物质在界面上是正吸附。上述曲线统称为界面张力等温线。
图9-2 等温下水溶液σ与浓度c2的关系
A—无机盐水溶液;B—有机物与水的混合物;C—表面活性剂水溶液。
对于二元系统,在稀溶液范围内,气液界面张力与体相浓度间一般存在如下的线性关系:
在浓度较大时,气液界面张力与体相浓度间的关系可表示成
式(9-44)、式(9-45)中,k,A和B都是经验常数。
溶液的界面张力是重要的物性,除了用上述经验式计算外,还可以使用一定的模型关联和预测二元或多元溶液的气液界面张力。吸附平衡和一般的相平衡并无原则上的区别,因此,前面介绍的活度系数和状态方程计算相平衡的原理也同样适用于吸附平衡的计算。
9.2.2.1 活度系数法计算二元或多元溶液的气液界面张力
如选择系统温度、压力下的纯组分i为活度的标准态,则式(9-35)表示的界面相中组分i的化学位可写成
(3)计算新的界面张力和组成
9.2.2.2 状态方程法计算二元或多元溶液的气液界面张力
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