
【机】 surface concentration excess
在物理化学领域中,"表面浓度过剩"(surface excess concentration)指物质在界面层中的浓度与相邻体相浓度之间的差异值。该概念由吉布斯提出,用于量化两相界面(如液体-气体或液体-固体)处物质的非均匀分布现象。其数学表达式为:
$$ Γ = frac{n^{σ}}{A} $$
其中Γ表示表面过剩浓度(单位:mol/m²),n^σ为界面区域超出体相浓度的物质摩尔数,A为界面面积。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)定义,该参数属于表面热力学的核心参数,可解释表面活性剂吸附、乳液稳定性等现象。
在胶体科学领域,表面过剩浓度直接影响着表面张力变化。以十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液为例,当表面过剩浓度达到临界值时,溶液表面张力不再降低,此时对应的浓度即为临界胶束浓度(CMC)。该参数可通过椭圆偏振法、放射性示踪法等实验手段测定。
参考文献:
表面浓度过剩(Surface Concentration Excess)是物理化学中描述溶液表面吸附现象的重要概念,其核心含义及关联信息如下:
表面浓度过剩指溶液表面层的溶质浓度与溶液内部(体相)浓度的差值。这是由于溶质分子在表面发生吸附作用导致的非均匀分布现象。例如,表面活性剂分子会在溶液表面富集,形成正吸附(表面浓度高于体相),而某些电解质可能因排斥作用形成负吸附(表面浓度低于体相)。
其物理意义可量化为:单位面积的表面相所含溶质的物质的量,与同面积溶液体相中溶质物质的量的差值。用公式表示为: $$ Gamma = frac{n{text{表面}} - n{text{体相}}}{A} $$ 其中,Γ为表面过剩量,A为表面积。
由于表面层极薄(仅几个分子厚度),直接测量表面过剩量困难,常通过表面张力随浓度的变化间接计算。
如需进一步了解具体实验方法或公式推导,可参考物理化学教材中关于表面吸附的章节。
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