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泡沫是气体被液体隔开的分散体系, 气相是分散相, 液相是分散介质, 气泡间吸附着表面活性剂的气液界面和界面间的液体构成了泡沫的液膜。泡沫本身是热力学不稳定体系。单一组份的液体不能形成稳定的泡沫, 如果液体中含有一种或几种具有起泡和稳泡作用的表面活性剂, 则能产生能持续存在数十分钟乃至数小时的泡沫。从热力学Gibbs方程可知:
其中dF(T , P)为恒温恒压下体系的自由能;γ为体系的表面张力;A 为体系中液体的表面积;μ为组份i 的化学位;ni 为组份i 的摩尔数。表面活性剂的存在降低了体系的表面张力, 使泡沫形成过程中由表面积增加引起的自由能增值变小, 有利于泡沫的形成;另一方面, 表面张力的降低减小了液膜中的Platcau交界处与其他部位之间的压力差, 延缓了由此引起的液膜内流本的排液速度, 对泡沫的稳定有利。
因此, 虽然泡沫本身是热力学不稳定体系, 但表面活性物质的存在造成了泡沫相对稳定存在的一些因素, 即表面或液膜的弹性,表面粘度, 溶液粘度, 电双层斥力和熵双层斥力, 气泡间的气体扩散。其中表面弹性和表面粘度为泡沫稳定存在的主要因素。
