水界面的吸附等温线

原标题：表面活性剂在油一水界面的吸附等温线

油一水界面吸附等温线也属于Langmuir型。图3—6为辛基硫酸钠在气一液界面和液一液界面的吸附等温线，从图中可以看出，在低浓度区吸附量随着浓度增加而上升的速度比较快。但达到极限吸附时，相同的表面活性剂在油一水界面上吸附量小于在气液界面上的。相应地，相同的单位表面活性剂分子在油一水界面上所占的面积大于在气一液界面上的。例如：25℃时十二烷基硫酸钠在水苯界面上极限吸附量为2．33×10 ^-10 mol／cm²，分子面积为0．7lnm²／分子；面在气水界面上相应的结果为3．16×10 ^-10 moL／cm²，分子面积为0．53nm²／分子。
 

 

这是由于在气一液界面上，气相分子既小又少，与表面活性剂疏水基之间的相互作用非常微弱。而在油一水界面，表面活性剂分子的疏水基和油相分子之间相互作用的性质和接近的强度类似于疏水基互相之间的，所以油一水界面吸附层中有许多油相分子插在表面活性剂的疏水链之间，使吸附的表面活性剂分子平均占有面积变大，同时吸附分子间的凝聚力减弱。这也可以解释为什么在低浓度时油一水界面上的吸附量随浓度上升较快。

这个结果说明即使达到极限吸附，在油一水界面上的表面活性剂分子也不可能是垂直定向紧密排列的，而是采取某种倾斜方式，也可能是以部分链节平躺方式吸附的(极特殊情况）。正因为如此，表面活性剂的碳氢链发生支化对，．没有显著影响。因为其倾斜的方式给支链留有足够的空间。

对于直链同系物离子型表面活性剂，当碳链的碳原子数在10～16之间时，其在油一水界面上的极限吸附量Γ_m和极限吸附分子面积A_m不受碳链长短的影响。而当碳链碳原于数大于18时，Γ_m明显减小，A_m增大(表3—5)。这可能是因为碳链太长，吸附分子发生弯曲而导致的。
 

 

油一水界面上的吸附层结构
 

与溶液表面吸附一样．从吸附量可以计算出每个吸附分子平均占有的界面面积A。根据界面压和吸附分子占有面积数据可以知道，在油一水界面上吸附的表面活性剂分子疏水链采取伸展的构象，近于直立地存在于界面上(图3—7)。吸附的表面活性剂分子疏水基插入油分子，它的亲水基则存在于水环境中。吸附层由疏水基在油相、亲水基在水相，直立定向的表面活性剂分子和油分子、水分子组成。
 

 

根据吸附分子平均占有面积和吸附分子自身占有的面积A₀数据可知，较小碳链的油分子更容易进入吸附层，故在吸附层中油分子数多于吸附分子数。因此，吸附层的性质应该与油相分子性质有关。
 

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