顯然,根據(jù)形成表面張力的原因可以推知,不僅在上述的液氣界面,
而且在所有兩相界面,如固氣、液固、液液上都存在表面張力。故廣義地說(shuō),表面
張力應(yīng)稱(chēng)為界面張力,可分別用σ固氣 、σ液固 、σ液液 表示之,不特別指明時(shí),通常皆指
與氣相的界面張力。
衡量界面張力的標(biāo)志是潤(rùn)濕角θ,它與界面張力的關(guān)系由楊氏方程決定。
式(112)稱(chēng)為楊氏方程式,可以看出,接觸
θ的值與各界面張力的相對(duì)值有關(guān),如圖110。
①σSG>σLS時(shí),cosθ為正值,即θ<90°。通θ為銳角的情況,稱(chēng)為液體能潤(rùn)濕固體。θ=
,液體在固體表面鋪展成薄膜,稱(chēng)為完全。
一般來(lái)說(shuō),狀態(tài)
圖上具有較穩(wěn)定的化合物的合金,在一定的成分范圍內(nèi)熔化以后,這種化合物不易分解,即
在液態(tài)中容易保留相近成分的原子集團(tuán)。
有些熔點(diǎn)較低而在金屬中固溶能力很低的元素,同類(lèi)原子間 (BB)的結(jié)合力比金屬
(AA)及其與金屬的原子結(jié)合力 (AB)也較小時(shí) (不形成化合物),則AA原子易聚集在
一起,而把B原子排擠在原子集團(tuán)外圍和液體的界面上,如同吸附在其表面一樣。但當(dāng)這
種元素的加入量較大時(shí),則也可以被排擠在一起形成BB原子集團(tuán),甚至形成液體的分層。
當(dāng)dσdt<0,即溶質(zhì)濃度增加,引起表面張力減少時(shí),Γ>0,為正吸附。dσdt>0,即溶質(zhì)
增加,引起表面張力增大時(shí),Γ<0,為負(fù)吸附。由此可知,所謂正吸附就是溶質(zhì)元素
面上的濃度大于在液體內(nèi)部的濃度,負(fù)吸附則是溶質(zhì)元素在表面上的濃度小于在內(nèi)部的
。因此,表面活性物質(zhì)具有正吸附作用;而非表面活性物質(zhì)具有負(fù)吸附作用。
溶質(zhì)的原子體積大于溶劑的原子體積時(shí),由于它對(duì)溶劑晶格的歪曲,使勢(shì)能增加。但
系統(tǒng)總是向減小自由能方向自發(fā)進(jìn)行,因而,這些體積較大的原子總是傾向于被排擠到
,在表面富集———正吸附。由于這些原子體積大,表面張力低,使整個(gè)系統(tǒng)的表面張力
。這也可以用表面層原子受力不對(duì)稱(chēng)性程度加以解釋。