Die Inspiration für diese Frage ist auf cooking.stackexchange vorbei und fragt mehr nach tatsächlichen Messungen für häufig konsumierte Flüssigkeiten, aber ich bin auch allgemeiner interessiert.
Was bestimmt das Verhalten der Oberflächenspannung von Lösungen und Mischungen in Bezug auf die Konzentration? Natürlich erwarte ich, dass die Antwort von der Flüssigkeit abhängt, da verschiedene Flüssigkeiten unterschiedliche Ursachen für Kohäsionskräfte haben. Ich wäre sowohl an quantitativen Antworten (wahrscheinlich sehr ungefähr / allgemein) als auch an qualitativen interessiert.
Außerdem, wie ist die Abhängigkeit der Oberflächenspannung von der Temperatur? Hat das eine Wechselwirkung mit der Abhängigkeit von der Konzentration der Lösung/Mischung?
(Ich weiß, dass diese Frage an Chemie grenzt, aber es gibt keinen Austausch von Chemiestapeln, und außerdem bin ich mir sicher, dass zumindest einige Oberflächenspannungseigenschaften Erklärungen aus der statistischen Mechanik zulassen!)
Was die Oberflächenspannung von Mischungen betrifft, so ist dies ziemlich komplex, und die Antwort ist sicherlich nicht eindeutig. Es sieht jedoch so aus, als ob die Oberflächenspannung der Mischung aus zwei Flüssigkeiten immer irgendwie zwischen der Oberflächenspannung der reinen Flüssigkeiten liegt (also einfacher als Azeotrope für die Siedetemperaturen von Mischungen). Die Abhängigkeit der Oberflächenspannung von der Konzentration kann linear sein, ist aber meist parabelförmig. Sie können einige Diagramme der Oberflächenspannung als Funktion der Konzentration der Mischung in diesem Papier finden . Über die Temperaturabhängigkeit, soweit ich weiß, nimmt die Oberflächenspannung immer mit der Temperatur ab. Dies liegt daran, dass höhere thermische Schwankungen zu einer geringeren Kohäsion führen.
Der Wikipedia-Abschnitt über den Einfluss von Temperatur und gelösten Stoffen auf die Oberflächenspannung ist eigentlich ziemlich anständig und enthält einige gute Hinweise auf grundlegende Texte zu diesem Thema.
Allerdings gibt es keine einfache Antwort auf Ihre Frage, da alles stark von der/den Flüssigkeit(en) abhängt, die Sie betrachten. Wenn Sie beispielsweise eine Lösung aus Wasser und Tensidmolekülen haben, verringern Sie die Oberflächenspannung, aber nur bis zur Grenze der kritischen Mizellenkonzentration. Darüber hinaus sammelt sich das Tensid (wie das Wort sagt) an der Oberfläche der Flüssigkeit und hat daher eine größere Wirkung als aufgrund der Massenkonzentration erwartet wird.
Über den Temperatureffekt. Für die meisten Flüssigkeiten trifft die Antwort von @Herve zu, dass die Oberflächenspannung mit steigender Temperatur abnimmt, aber es gibt einige Ausnahmen. Vor allem metallische Stoffe können auch eine Zunahme der Oberflächenspannung mit der Temperatur zeigen. . Dies ist besonders wichtig bei der Untersuchung des Schweißens, wo die Oberflächenspannungsgradienten aufgrund der Temperatur einen großen Einfluss auf die Qualität einer Schweißnaht haben . In diesem Fall bestimmt die Wechselwirkung zwischen Temperatur und gelösten Stoffen tatsächlich die Oberflächenspannung (siehe Artikel für einen der möglichen Gründe).
David z
Cascabel
Jan Velenik