原理非挥发性溶质溶於溶剂时，溶剂的蒸气压会降低，若1.doc

國立高雄應用科技大學 National Kaohsiung University of Applied Sciences 物化實驗報告 液體表面張力的測定 班級:四化材三甲 姓名:林承佑 學號:1100101112 組別:第三組 指導老師:吳瑞泰、何宗漢 實驗目的 1.用杜努蔷張力計測定不同液體的表面張力 測定不同液體的表面張力，並觀察溫度及溶液濃度變化對水表面張力的影響。 了解表面張力計之使用方法物理效應，它使得液體的表面總是試圖獲得最小的、光滑的面積，就好像它是一層彈性的薄膜一樣。其原因是液體的表面總是試圖達到能量最低的狀態。 廣義地所有兩種不同物態的物質之間界面上的張力被稱為表面張力。 表面張力的量綱是單位長度的力和單位面積的能。 在材料科學裡，表面張力也成為表面應力和表面自由能。 成因 圖解表面張力 用分子力解釋：液體的內聚力是形成表面張力的原因。在液體內部，每個分子都在每個方向都受到鄰近分子的吸引力（也包括排斥力），因此，液體內部分子受到的分子力合力為零。然而，在液體與氣體的分界面上的液體分子在各個方向受到的引力是不均衡的（見圖解），造成表面層中的分子受到指向液體內部的吸引力，並且有一些分子被「拉」到液體內部。因此，液體會有縮小液面面積的趨勢，在宏觀上的表現即為表面張力現象。 用分子勢能解釋：液體內部分子周圍有大量分子，因此，內部分子的分子勢能較低。然而，表面層中的分子周圍的分子明顯小於液體內部分子的，所以，表面層的分子有較高的分子勢能。為了達到低能量的穩定狀態，表面層中的分子有向液體內部移動的趨勢，從而導致表面層中的分子數量減少，宏觀表現為液體表面積減小。 效應： 一些昆蟲如水黽可以利用表面張力在水面上爬行，非常扁的物體如鋁質或鎳質的錢幣、剃鬚刀片或鋁膜也可以通過表面張力浮在水面上。 在表面張力高的情況下水不易浸濕物體，還會從物體表面反彈。洗衣粉的作用之一就是降低水的表面張力。 生活中其他表面張力的例子： 水滴形成圓球狀， 豉豆蟲和水黽可在水面上行走。 針會浮在水面 荷葉上的水滴成圓球狀 表面活性劑： 表面活性劑（又稱界面活性劑）是指能使目標溶液表面張力顯著下降的物質，以及降低兩種液體之間表面張力的物質。表面活性劑一般為具有親水與疏水基團的有機兩性分子，可溶於有機溶液和水溶液。表面活性劑在溶液中的濃度超過某一臨界值後，其分子或離子會締合形成聚集體，稱為膠束（micelle）。膠束開始明顯形成時的濃度稱為臨界膠束濃度（CMC），是表面活性劑的重要參數之一。 語源： 「表面活性劑」一詞的英文surfactant/surfactants由surface active agents（表面+活性+劑）組成的合成詞[1]。表面活性劑通常是兩親的有機化合物，就是說它們含有疏水基團（「尾」）和親水基團（「頭」）。因此，它們在有機溶劑和水中均可溶。「表面活性劑」一詞於1950年由安德拉的產品首先使用。 在醫學索引和美國國家醫學圖書館中，「表面活性劑」為肺泡表面活性劑專用。更廣泛的意義來講，它就是surface active agent（表面活性物質）的意思。 性質： 膠束——表面活性劑分子的親脂尾端聚於膠束內部，避免與極性的水分子接觸；分子的極性親水頭端則露於外部，與極性的水分子發生作用，並對膠束內部的憎水基團產生保護作用。形成膠束的化合物一般為兩親分子，因此一般膠束除可溶於水等極性溶劑以外，還能以反膠束的形式溶於非極性溶劑中。 表面活性劑通過在氣液兩相界面吸附降低水的表面張力，也可以通過吸附在液體界面間來降低油水界面張力。許多表面活性劑也能在本體溶液中聚集成為聚集體。 囊泡和膠束都是此類聚集體。表面活性劑開始形成膠束的濃度叫做臨界膠束濃度或CMC。當膠束在水中形成，膠束的尾形成能夠包裹油滴的核，而它們的（離子／極性）頭能夠形成一個外殼，保持與水接觸。表面活性劑在油中聚集，聚集體指的是反膠束。在反膠束中，頭在核，尾保持與油的充分接觸。表面活性劑通常分為四大類：陰離子，陽離子，非離子和兩性離子（雙電子）。 表面活性劑系統的熱動力學很重要，不論是理論上還是實踐上。因為表面活性劑系統代表的是介於有序和無序物質狀態之間的系統。表面活性劑溶液可能含有有序相（膠束）和無序相（自由表面活性劑分子和／或離子）。 比如，常用的洗滌劑能夠提高水在土壤中的滲透能力，但是效果僅僅持續數日（許多標準洗衣粉含有一定量的化學品，比如鈉和溴，由於它們會破壞植物，不適於土壤）。商業土壤潤濕劑會持續起效果一段時間，最終還是會被微生物降解。然而，有一些會對水生物的生物循環產生影響，因此必須小心防止這些產品流入地表徑流，過量產品不應該洗消。 應用[編輯] 表面活性劑可以有許多用途： 金屬行業的前處理 粘合劑乳化 紡織行業 皮革行業 清