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界面膜是一種物質在界面發生吸附使界面自由能降低,水溶性的極性有機物和表面活性劑的水溶液表面、通過溶質的吸附而形成的單分子膜,水界面或水表面上吸附,形成界面膜。

1 界面膜 -正文

有界面存在就有界面自由能。一種物質在界面發生吸附(富集於界面)使界面自由能降低,故物質易在界面吸附,形成一層成分與流體相內部不同的部分,其中溶質的濃度遠大於相內部,這一由於物質富集而形成的界面層即一般所謂的界面膜。具有不對稱的、「親水-親油」兩親分子結構的物質特別容易在油- 水界面或水表面上吸附,形成界面膜。極性有機物,如醇、羧酸、胺、酯,特別是有直碳氫鏈的,以及各種表面活性劑,皆容易在水表面上(或油-水界面上)鋪展或吸附,形成表面膜(或界面膜)。   

一般水不溶性的極性有機物(及表面活性劑)是通過自身(多半是液體)或在揮發性液體(如石油醚、甲醇、丙酮、苯、乙酸甲酯等)中的溶液在水面上展開成為界面膜。如果鋪展物質的量很小或水面面積很大,則形成的表面膜是單分子層的,就叫做不溶性單分子膜,簡稱不溶膜。   

水溶性的極性有機物和表面活性劑(如低碳醇、胺、酸和十二烷基硫酸鈉等)的水溶液表面、通過溶質的吸附而形成的單分子膜、為可溶性單分子膜,簡稱可溶膜。   

界面膜中的溶質分子運動可以看作是二維空間的分子運動,也有一定的狀態方程加以描述,其形式與一般三維空間的狀態方程相似,不過以面積A代替體積V和以表面壓π代替壓力p(見單分子膜和表面壓)。例如界面膜中分子濃度極稀時, 其狀態方程即為與pVRT相似的二維理想氣體的狀態方程πAkT, 式中kR/NANA為阿伏伽德羅數。當界面膜中分了濃度增大以至於接近飽和時,界面上每個分子所佔面積接近長條形「兩親分子」直立排列所佔的截面積。不管分子量大小如何,同系物分子所佔的面積基本相同,例如,脂肪酸在水面上的不溶膜,緊密排列時每個分子所佔的面積約為0.20納米2。這就說明脂肪酸分子立在表面上,而不可能平躺在表面上。 此時親水的羧基朝向水中,疏水的碳氫鏈則逃離水而指向空氣中,這就是界面膜中的分子定向作用。定向作用在可溶膜中也同樣存在。

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