
【機】 surface concentration excess
在物理化學領域中,"表面濃度過剩"(surface excess concentration)指物質在界面層中的濃度與相鄰體相濃度之間的差異值。該概念由吉布斯提出,用于量化兩相界面(如液體-氣體或液體-固體)處物質的非均勻分布現象。其數學表達式為:
$$ Γ = frac{n^{σ}}{A} $$
其中Γ表示表面過剩濃度(單位:mol/m²),n^σ為界面區域超出體相濃度的物質摩爾數,A為界面面積。根據國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)定義,該參數屬于表面熱力學的核心參數,可解釋表面活性劑吸附、乳液穩定性等現象。
在膠體科學領域,表面過剩濃度直接影響着表面張力變化。以十二烷基硫酸鈉(SDS)水溶液為例,當表面過剩濃度達到臨界值時,溶液表面張力不再降低,此時對應的濃度即為臨界膠束濃度(CMC)。該參數可通過橢圓偏振法、放射性示蹤法等實驗手段測定。
參考文獻:
表面濃度過剩(Surface Concentration Excess)是物理化學中描述溶液表面吸附現象的重要概念,其核心含義及關聯信息如下:
表面濃度過剩指溶液表面層的溶質濃度與溶液内部(體相)濃度的差值。這是由于溶質分子在表面發生吸附作用導緻的非均勻分布現象。例如,表面活性劑分子會在溶液表面富集,形成正吸附(表面濃度高于體相),而某些電解質可能因排斥作用形成負吸附(表面濃度低于體相)。
其物理意義可量化為:單位面積的表面相所含溶質的物質的量,與同面積溶液體相中溶質物質的量的差值。用公式表示為: $$ Gamma = frac{n{text{表面}} - n{text{體相}}}{A} $$ 其中,Γ為表面過剩量,A為表面積。
由于表面層極薄(僅幾個分子厚度),直接測量表面過剩量困難,常通過表面張力隨濃度的變化間接計算。
如需進一步了解具體實驗方法或公式推導,可參考物理化學教材中關于表面吸附的章節。
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