束的扩散双电层结构示意
入电解质将改变离子的空间分布,压缩离子型表面活性
剂的离子雾、吸附层和胶束双电层厚度,导致降低溶解度
和临界胶束浓度,增加吸附量和表面活性。其中起主要
作用的是与表面活性离子电荷相反的离子。不同的离子
可起盐溶或盐析的作用,通常对阴离子的影响更为显著。
一般来说,在阴离子表面活性剂中加入无机盐往往
使溶液的表面活性提高,犮犿犮降低。原因在于电解质的离
子压缩表面活性剂离子的双电层,减低了表面活性剂极
性头之间的斥力,或是说使其疏水性增加。例如,C10H21
SO4Na溶液中加入氯化钠,当离子强度犐=0.1mol/kg
时,它的犮犿犮自3.1×10-2mol/L降至1.7×10-2mol/L;
C10H21SO4Na中加入 NaBr至犐=0.13mol/kg后,犮犿犮自
4.2×10-2mol/L降至2.8×10-2mol/L。这称为一般离
子表面活性剂的盐效应。
盐对于离子型表面活性剂的犮犿犮有如下线性关系:
lg犮犿犮=犃-犓lg犆 (46)
式中 犃———对特定表面活性剂为常数;
犓———斜率常数,意义是反离子在胶束上的结
合度;
犆———反离子总浓度 (含表面活性剂及无机盐的浓度)。
这里的反离子是指表面活性离子带有相反电荷的离子,如离子型表面活性剂为钠盐,即电离
出的钠离子为反离子。
对于多 (狀)价离子型表面活性剂,上式成为:
lg犮犿犮=犃-狀犓lg犆 (47)
对于多价 (狀)反离子 M狀+ ,上式成为:
lg犮犿犮=犃-(犓/狀)lg犆 (48)
一般负一价离子型表面活性剂的斜率常数约为0.4~0.6。对于有两个离子基团的表面活性
剂,斜率变为两倍值,例如 RCOOK 和 RCH (COOK)2 的lg犮犿犮对lg犆犻 的斜率分别为0.57和
1.14。而对于表面活性离子为一价、反离子为二价的情形,则斜率约减半,例如曾测得 C12H25
SO4Na和C12H25SO4Ca1/2的lg犮犿犮lg犆犻 斜率分别为0.503和0.286。
但实际上,上述线性关系只能在有限的电解质浓度范围内适用。电解质浓度过大时,lg犮犿犮
对lg犆犻 就要偏离原有的线性关系。从理论的角度来看,这时胶束大小和形状都会变化,导出上
式的前提不再成立。表45列出C12H25SO4Na的胶束聚集数随电解质 (NaCl)浓度变化的实验数
据,可以看出当NaCl浓度为0.3mol/L时,C12H25SO4Na胶束已比不加盐时大一倍。同时,实验
还指示当 NaCl浓度达到0.45mol/L时,胶束开始由球形转变为棒形。