本文通(tong)過測(ce)定在十二(er)烷(wan)基硫酸鈉(na)(SDS)溶液(ye)中添加(jia)Na+、Cu2+和(he)Fe3+三種金(jin)屬陽(yang)離子(zi)之后的(de)表面(mian)張力(li)(li)，試圖(tu)找出陽(yang)離子(zi)如(ru)何(he)影響表面(mian)活性劑的(de)作用效(xiao)果，從(cong)而(er)降低了水溶液(ye)的(de)表面(mian)張力(li)(li)。

三(san)種無機(ji)(ji)鹽(yan)的(de)(de)(de)加入(ru)可以(yi)降(jiang)低表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)；當(dang)(dang)NaCl、CuCl2，Fe(NO3)3的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)(du)(du)在40，1.25，1.25 mmol/L以(yi)下范圍內，在一定(ding)量(liang)(liang)SDS表(biao)(biao)面(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑(ji)溶(rong)液濃(nong)度(du)(du)(du)下，隨著無機(ji)(ji)鹽(yan)濃(nong)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加，表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)逐漸減小；當(dang)(dang)超過無機(ji)(ji)鹽(yan)添加濃(nong)度(du)(du)(du)上(shang)限(xian)(xian)后(hou)(hou)，在一定(ding)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)SDS表(biao)(biao)面(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑(ji)溶(rong)液濃(nong)度(du)(du)(du)下，隨著無機(ji)(ji)鹽(yan)濃(nong)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加，表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)將達(da)到(dao)(dao)穩定(ding)。同時，無機(ji)(ji)鹽(yan)濃(nong)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加可以(yi)降(jiang)低表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)達(da)到(dao)(dao)最(zui)低時所對(dui)應(ying)的(de)(de)(de)SDS表(biao)(biao)面(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑(ji)溶(rong)液濃(nong)度(du)(du)(du)值(Ct)，各體系下的(de)(de)(de)Ct即(ji)為cmc值，當(dang)(dang)三(san)種無機(ji)(ji)鹽(yan)添加濃(nong)度(du)(du)(du)達(da)到(dao)(dao)上(shang)限(xian)(xian)值后(hou)(hou)，表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)達(da)到(dao)(dao)最(zui)小值時所對(dui)應(ying)的(de)(de)(de)SDS表(biao)(biao)面(mian)(mian)活性(xing)(xing)劑(ji)溶(rong)液濃(nong)度(du)(du)(du)都是(shi)3 mmol/L，加入(ru)Fe(NO3)3、CuCl2和(he)NaCl之(zhi)后(hou)(hou)，溶(rong)液的(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)(li)由37.29 mN/m分別降(jiang)至21.35，23.44，27.53 mN/m。

這是由(you)于(yu)當無(wu)機鹽(yan)添加濃(nong)度未達上限值時，由(you)于(yu)反(fan)離(li)子(zi)(zi)的(de)加入(ru)可以降低(di)表(biao)面(mian)活(huo)(huo)性離(li)子(zi)(zi)之間的(de)靜電斥力(li)，而無(wu)機鹽(yan)濃(nong)度越(yue)(yue)高，反(fan)離(li)子(zi)(zi)濃(nong)度越(yue)(yue)大，導(dao)致表(biao)面(mian)活(huo)(huo)性離(li)子(zi)(zi)之間的(de)靜電斥力(li)降低(di)程(cheng)度越(yue)(yue)大，從而使(shi)得表(biao)面(mian)張力(li)越(yue)(yue)小，如圖1所示。而當超過無(wu)機鹽(yan)添加濃(nong)度上限時，表(biao)面(mian)張力(li)達到穩(wen)定，其可能的(de)原因(yin)是反(fan)離(li)子(zi)(zi)和表(biao)面(mian)活(huo)(huo)性劑分子(zi)(zi)在有限數量空位的(de)表(biao)面(mian)已(yi)達近飽和狀態，導(dao)致靜電斥力(li)的(de)降低(di)程(cheng)度達到最大。

三(san)種無(wu)機鹽離子(zi)降(jiang)低(di)(di)表(biao)(biao)(biao)面張力(li)的能(neng)力(li)為：Fe3+>Cu2+>Na+。這是由(you)于價(jia)態越高的反離子(zi)壓縮(suo)雙電層擴(kuo)散的能(neng)力(li)越大(da)，使(shi)得表(biao)(biao)(biao)面活(huo)(huo)性(xing)劑(ji)分子(zi)更加容易在表(biao)(biao)(biao)面聚(ju)集(ji)吸附，而導致降(jiang)低(di)(di)表(biao)(biao)(biao)面張力(li)的能(neng)力(li)要強(qiang)(qiang)；高價(jia)離子(zi)因為電荷密度高，與表(biao)(biao)(biao)面活(huo)(huo)性(xing)劑(ji)結合(he)能(neng)力(li)更強(qiang)(qiang)，使(shi)表(biao)(biao)(biao)面活(huo)(huo)性(xing)劑(ji)在氣(qi)液界面形成類似gemini等多(duo)聚(ju)體的結構，所以性(xing)質有突變，所需鹽濃度更低(di)(di)、表(biao)(biao)(biao)面張力(li)更低(di)(di)。

表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)性劑的(de)作(zuo)用(yong)是降(jiang)低(di)水(shui)(shui)的(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)張力(li)(li)，其(qi)效果(guo)(guo)大小(xiao)可以用(yong)水(shui)(shui)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)張力(li)(li)降(jiang)低(di)程度(du)衡(heng)量(liang)。本(ben)研究設定M為無(wu)機(ji)鹽陽離子對于表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)活(huo)性劑溶液(ye)(ye)的(de)作(zuo)用(yong)效果(guo)(guo)，用(yong)添加無(wu)機(ji)鹽之(zhi)后SDS溶液(ye)(ye)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)張力(li)(li)的(de)降(jiang)低(di)值(ΔγSDS+salt，純水(shui)(shui)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)張力(li)(li)減(jian)去添加無(wu)機(ji)鹽之(zhi)后溶液(ye)(ye)的(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)張力(li)(li))比未(wei)添加無(wu)機(ji)鹽SDS溶液(ye)(ye)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)張力(li)(li)的(de)降(jiang)低(di)值(Δγ，純水(shui)(shui)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)張力(li)(li)減(jian)去未(wei)添加無(wu)機(ji)鹽溶液(ye)(ye)的(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)張力(li)(li))來(lai)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)示，即(ji)：

M=ΔγSDS+salt/Δγ

結論

(1)添加無(wu)(wu)機(ji)鹽，可以(yi)降(jiang)低(di)SDS的cmc值(zhi)(zhi)，cmc值(zhi)(zhi)隨無(wu)(wu)機(ji)鹽離子濃度增(zeng)大而降(jiang)低(di)，無(wu)(wu)論何種無(wu)(wu)機(ji)鹽，cmc值(zhi)(zhi)均降(jiang)至3 mmol/L。

(2)不添加無機鹽，溶(rong)液(ye)達到(dao)cmc值時(shi)，溶(rong)液(ye)的表面張(zhang)力(li)為(wei)37.29 mN/m，加入NaCl后(hou)(hou)溶(rong)液(ye)表面張(zhang)力(li)為(wei)27.53 mN/m；加入CuCl2后(hou)(hou)溶(rong)液(ye)表面張(zhang)力(li)為(wei)23.44 mN/m；加入Fe(NO3)3后(hou)(hou)溶(rong)液(ye)表面張(zhang)力(li)為(wei)21.35 mN/m。

(3)不(bu)添(tian)加(jia)無機鹽(yan)，溶(rong)液(ye)達(da)到cmc值時(shi)，溶(rong)液(ye)的(de)表面擴(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)黏度(du)為(wei)1.70 mN·s/m，加(jia)入(ru)(ru)NaCl后溶(rong)液(ye)擴(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)黏度(du)為(wei)2.21 mN·s/m；加(jia)入(ru)(ru)CuCl2后溶(rong)液(ye)擴(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)黏度(du)為(wei)2.58 mN·s/m；加(jia)入(ru)(ru)Fe(NO3)3后溶(rong)液(ye)擴(kuo)(kuo)展(zhan)(zhan)黏度(du)為(wei)2.75 mN·s/m。

(4)通過引入M值，分(fen)析可(ke)得SDS分(fen)子呈長條(tiao)形(xing)結構，推定其縱(zong)截(jie)面(mian)和(he)橫截(jie)面(mian)之(zhi)比可(ke)達(da)6.04倍以上(shang)(shang)，或直(zhi)徑比可(ke)達(da)2.46倍以上(shang)(shang)。

(5)無機鹽陽離子(zi)提高SDS降低水表面(mian)張力(li)值作用(yong)效果(guo)的機理為：負電荷在(zai)SDS分子(zi)的縱截面(mian)的頂(ding)部，陽離子(zi)通過正電荷吸引SDS的負電荷端，使(shi)得縱截面(mian)橫躺(tang)在(zai)溶液表面(mian)，增加了SDS分子(zi)在(zai)表面(mian)的覆蓋面(mian)積，從而增大了SDS降低水的表面(mian)張力(li)值的作用(yong)效果(guo)。