英国留学新政策2015:表面活性剂为什么可以改变水的张力？

表面活性剂是一类在溶液体系中才能表现出具体特性的物质。在溶液浓度未达到临界胶囊浓度(CMC)时，表面活性剂分子存在两种状态，部分表面活性分子在液体界面上吸附定向排列，亲水基团指向水溶液里，亲油基团指向液面外空气，其原因是在分子液面或液体内部受力不同，若分子处于溶液内，所受各方面的作用力是不同的，其中有吸引力和内聚力，而在液面处就不同了，表面活性剂分子受液体内部的引力，即水分子对亲水基的引力和空气的引力大小不同，且前者较后者大的多，同时亲油基与水分子间只有斥力而无引力，所以分子被推向水面排列在液面上，当排列的分子数量足够多时，会在液体表面形成单分子薄膜，这种现象是定向吸附结果，大部分液体－空气界面被表面活性剂分子－空气界面所取代，这样创造单位面积的新界面时，就要形成比水－空气界面所需要能量小，这就是表面活性剂降低表面张力或界面张力的原因。
显然同种表面活性剂分子在液面处聚集愈多，浓度越高，表面张力降低得愈多，直到整个液面完全被表面活性剂分子所覆盖为止，表面张力降到最小值。
由于表面活性剂化学结构不同，降低表面张力效果所能达到的最低限值也不会相同，在两种互不相溶的液体，如油和水的液体界面上，表面活性剂会发生以上的定向吸附现象，而且表面活性剂的亲水基团和亲油基团都分别达到了较好的定向吸附效果，此时定向吸附作用越显著，降低张力或界面张力的效果更容易被观察到，对某些助剂，诸如，湿润剂、渗透剂、展着剂等降低表面张力非常重要。因为其决定着使用时，制剂在作用物上的湿润作用、渗透作用、展着作用。
而对另外一些助剂如分散剂、乳化剂、可溶化剂等降低界面张力则更重要，这是因为界面张力越小，整个体系就越容易被分散和被乳化，从而自动形成悬浮剂或乳化剂的能力更强。不同的表面活性剂在配方筛选中作用非常重要，直接决定着制剂的配方筛选的成功与否。
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其实这个问题不用回答,凡加入极少量就能使溶剂(或溶液)表面张力显著下降的一类物质称为表面活性剂.

在溶液浓度未达到临界胶囊浓度时，表面活性剂分子存在两种状态，部分表面活性分子在液体界面上吸附定向排列，亲水基团指向水溶液里，亲油基团指向液面外空气，其原因是在分子液面或液体内部受力不同，若分子处于溶液内，所受各方面的作用力是不同的，其中有吸引力和内聚力，而在液面处就不一样了，表面活性剂分子受液体内部的引力，即水分子对亲水基的引力和空气的引力大小不同，且前者较后者大的多，同时亲油基与水分子间只有斥力而无引力，所以分子被推向水面排列在液面上，当排列的分子数量足够多时，会在液体表面形成单分子薄膜，大部分液体－空气界面被表面活性剂分子－空气界面所取代，这样创造单位面积的新界面时，就要形成比水－空气界面所需要能量小，这就是表面活性剂降低表面张力或界面张力的原因。

表面活性剂基本概念
1． 表面（Surface）

物质相与相之间的分介面称之为界面，包括气-液、气-固、液-液、固-固、固-液五种。其中包含气相的界面叫表面，即有液体表面和固体表面两种。

2． 表面张力（Surface tension）

在物质内部，每个分子所受其周围分子的作用力是对称的，而处于界表面上的分子所受的作用力是不对称的。而这种不对称的合力就是界面张力对液-气、固-气、表面而言就称之为表面张力。液体表面有自动收缩的纵向，当重力可以忽略时，液体总是趋向于形成球形，这就是表面张力作用的结果。

3． 表面活性（Surface activity）

溶质使溶剂表面张力降低的性质称之为表面活性。

4． 表面活性剂定义（Surfactant）

表面活性剂英文为Surfactant，是短语Surface ative agent的缩合词，它暗示表面活性剂具有两个特性a.活跃于表（界）面 b.改变表（界）面张力。因此可以将表面活性剂定义为：活跃于表面和界面上具有极高的降低表面、界面张力的能力和效率的一类物质；其在一定浓度以上的溶液中能形成分子有序组合体，从而具有一系列应用功能。

5.浊点（Cloud point）

非离子表面活性剂在水溶液中的浓度随温度上升而降低在升至一定温度值时出现浑浊，经放置或离心可得到两个液相，这个温度被称之为该表面活性剂的浊点（Cloud point）

6.Krafft点

离子型表面活性剂的浓度在温度升至一定值时会陡然上升，这个温度就叫做该表面活性剂的Krafft点。

7.临界胶束浓度（Critical micelle concentration）

表面活性剂的表面活性源于其分子的两亲结构，亲水基团使分子有进入水的趋向，而憎水基团则竭力阻止其在水中溶解而从水的内部向外迁移，有逃逸水相的倾向，而这两倾向平衡的结果使表面活性剂在水表的富集，亲水基伸向水中，憎水基伸向空气，其结果是水表面好像被一层非极性的碳氢链所覆盖，从而导致水的表面张力下降。

表面活性剂在界面富集吸附一般的单分子层，当表面吸附达到饱和时，表面活性剂分子不能在表面继续富集，而憎水基的疏水作用仍竭力促使基分子逃离水环境，于是表面活性剂分子则在浓液内部自聚，即疏水基*在一起形成内核，亲水基朝外与水接触，形成最简单的胶团。而开始形成胶团时的表面活性剂的浓度称之为临界胶束浓度，简称cmc。

当溶液达到临界胶束浓度时，溶液的表面张力降至最低值 ，此时再提高表面活性剂浓度，溶液表面张力不再降低而是大量形成胶团，此时溶液的表面张力就是该表面活性剂能达到的最小表面张力，用rcmc表示。

肺表面活性物质，是由肺泡Ⅱ型细胞分泌的，以单分子层形式覆盖于肺泡液体表面的一种脂蛋白。主要成分为二棕榈酰卵磷脂。减少了液体分子间的吸引力，降低了肺泡液气表面的表面张力。其生理意义如下：由于肺泡表面活性物质有降低肺泡液气界面的表面张力作用，减弱了表面张力对肺毛细血管中液体吸引作用，避免了液体进入肺泡发生肺泡积液。由于表面活性物质的密度随肺泡的半径变小而增大，随半径的增大而变小，所以，小肺泡上表面活性物质密度大，降低表面张力的作用强，表面张力小，不致塌陷；大肺泡则表面张力大，不致过度膨胀，这样就保持了大小肺泡的稳定性,有利于吸入气在肺内得到均匀分布。

表面活性剂的原理应该是一样的吧