四、影响表面张力的因素（Affecting Factors of Surface Tension）

物质的表面张力是系统重要的热力学性质，它主要与下列因素有关：

1.与物质的本性有关

表面张力σ是液体分子间作用力的结果，因此与分子的键型有关。从表10—1列出的一些物质的表面张力数据可见，不同化学键表面张力大小的顺序为：

表10—1 某些物质的表面张力

摘自：A.W.Adamson physical Chemistry of Surface.4thud John Wiley & Sons.（1982.40～41）

2.与所接触邻相的性质有关

由于不同分子间作用力并不相同，所以同一液体的表面张力因不同接触相而异。表10—2是水和汞在常温下与不同相接触时表面张力的数据。

液—液界面张力一般比较难以测定，Antonow发现，界面张力是两个组成液体的表面张力之差，这就是近似的Antonow规则，可表示为：

表10—2 水与汞的表面张力与接触相的关系（20℃）

摘自：Adamson physical Chemistry of Surface.4thud.John Wiley & Sons.（1982.40～41）

3.表面张力与温度的关系

表10—3 有机液体—水系统的Antonow规则（σ单位：N·）

表10—4 某些液体的表面张力与温度的关系

实验还表明有少数物质如Cd、 Cu及其合金，钢铁及某些硅酸盐等液态物质的表面张力却随温度的升高而增大，这些反常现象目前尚未有一致的解释。

许多纯液态物质的表面张力与温度的关系接近于线性，对一般非极性或非缔合性液体来说，最为成功和常用的这类直线经验公式为Ramsay-Sheilds公式：

4.与溶液的组成有关

液体中加入溶质后，形成的溶液表面张力将发生变化。例如在水中加入高级脂肪酸等有机物时，能使水的表面张力显著下降。这种能使液体表面张力显著下降的物质，称为表面活性剂。反之，凡能使液体表面张力增大的物质，称为表面惰性剂。对铁水而言，氧、硫、铅、铋等元素，均能使其表面张力降低，为表面活性物质；而镁、铈等元素能使铁水的表面张力增加，为其表面惰性物质；蔗糖和无机盐对水也是表面惰性的。

5.固体的表面张力

表10—5 某些固态物质的表面张力

固体表面张力尚不能准确测定。目前采用的方法是测量劈裂固体所需要的功或测定一个物质稍高于熔点时液态的表面张力，然后用外推法延伸到该物质是固态时的较低温度，取其为固体的表面张力。同一物质在固态时的表面张力总是大于液态时的表面张力，表10—5列出了某些固态物质的表面张力。