表面活性

表面活性

荷叶上溅了水滴，水滴成为小球在荷叶上滚来滚去。水银洒在地上，立即分散成小球滚来滚去，孩子们吹出的肥皂泡也是一个小小气球，这是为什么呢？

一种液体与其他液体接触时，液体内部分子受到的作用力与液体表层分子受到的作用力不相等。例如，液体与空气接触时，液体内部分子对液体表层分子的吸引力大于空气对液体表面的吸引力。因此，液体的表面就产生向内聚集成球形的现象。液体保持这种现象的力称为表面张力。两种互不相溶的液体之间（如油和水）、液体和固体、液体和气体之间都有这种张力，总称为界面张力。凡是能改变（通常是降低）液体表面张力的物质称为表面活性剂。不同体系表面张力大小不同。水银和空气体系表面张力大约是水和空气体系的4倍，而水和空气体系的表面张力又是苯和空气体系的2．5倍。表面活性剂是有机化合物，它们之所以能够具有降低表面张力的性质——表面活性，是因为它们的分子中具有两种不同性质的基团：一种是不溶于水、可溶于油的，称为亲油基或疏水基（憎水基）；另一种是可溶于水、不溶于油的，称为亲水基，如图4－1所示。油和水本来互不相溶，放在一个杯子里会自动分开成为油层和水层，有一个明显的界面。即使用力搅拌使其混合，只能暂时分散开。在放置时又会恢复成为油水两层。要使油滴均匀分散在水中，而且能长期保持稳定，就需要表面活性剂帮忙。表面活性剂有亲油和亲水两种基团，所以能分布在水和油的界面上。亲油基一端溶入油中，亲水基一端溶入水中，在油水之间定向排列成一个分子层，降低了水和油之间的界面张力，油和水之间就能稳定地相互融合了。经过搅拌，增大了油水接触面积，油还是以微小珠滴稳定地分散于水中。尤其是在油少、表面活性剂多的情况下，油的珠滴会变得更小，以致用肉眼看不见，溶液变为透明。

图4－1　表面活性剂分子示意图