表面與介面現象

吉布斯吸附等溫式

這裡有一段令人滿意的物理學:你只需觀察隨著向本體中加入更多界面活性劑、表面張力如何變化,就能算出有多少界面活性劑擠在表面上,而無需直接看見這些分子。吉布斯吸附等溫式正是使這一切成為可能的方程式。

它由 J. Willard Gibbs 從熱力學推導而來,將表面超量(介面處單位面積上相對於本體多出的溶質量)與表面張力隨溶質濃度的變化率聯繫起來。通俗地說,提高溶質濃度時表面張力下降得越陡,必定有越多該溶質堆積在表面上。降低表面張力的溶質(如界面活性劑)表現為正表面超量;升高表面張力的溶質(如許多簡單鹽類)實際上在表面被貧化。

實用上,該等溫式讓配方人員僅憑不同濃度下的表面張力測量值,就能計算表面超量以及每個界面活性劑分子所佔據的面積,從而表徵一種界面活性劑,並確認在臨界微胞濃度處存在飽和的單分子層。須注意的是,其標準形式假設稀的、理想的溶液和一個清晰界定的介面,因此對濃溶液、離子型或混合界面活性劑體系需要做修正。

又稱
Gibbs adsorption equation吉布斯吸附方程吉布斯吸附方程式