【盐(糖)水竟然不是上下一般咸(甜)?!】在初高中时我们就经常被告知,溶液具有均

谷枫科普 2025-04-21 14:54:04

【盐(糖)水竟然不是上下一般咸(甜)?!】在初高中时我们就经常被告知,溶液具有均一性,溶液的浓度上下一致,但随着我们对于物理化学知识的愈加深入,事实告诉我们,溶液表面的溶质浓度常常与体相不同,学名为“溶液的表面吸附”

其成因是表面分子受到的分子间作用力与体相分子不同,从而产生了表面张力。溶质分子的浓度可以改变表面分子所处的分子间作用力场,从而影响表面张力的大小。当溶质分子的浓度升高有助于降低表面张力、从而降低表面能时,溶质分子就会倾向于在溶液表面层聚集,称为正吸附,反之则称为负吸附。

J W Gibbs最早定义了单位面积的表面溶质相比于体相的物质的量增量为表面超量(图1),进而根据表面热力学关系推导出了又名的Gibbs吸附方程(图2)。

一般而言,大部分极性有机化合物的水溶液的表面张力都随浓度升高而减小,因此表面超量为正,发生正吸附。而无机盐或若干与水形成多重氢键的分子会增大溶液的表面张力,发生负吸附。对于蔗糖和盐水溶液它的表面张力随浓度上升而增大,因此发生负吸附。对于葡萄糖则是发生正吸附,所以表面比较甜。(中科院物理所)中国科普博览

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