界面張力について

質問

界面張力（界面エネルギー）の説明として、異なる２つの相の接触面を単位面積を増やすのに必要なエネルギーだということは教科書によく書かれているのですが、ミクロな視点から考えた時に、界面張力とはいったい何なのでしょうか？分子間の相互作用によるものだろうとは思うのですが、直感的にイメージがわかないので、わかりやすい説明があったら宜しくお願いいたします。

あともう一つ、前に化学の方の掲示板にも書き込ませていただいたのですが、まだ解決していないのでこちらでもう一回質問させていただきます。
例えば容器を２つに仕切って片側には塩水を、もう片側には真水を入れたとします。そして仕切りをゆっくり取り外すと、やがて塩水と真水は混じりあいます。しかし仕切りを取り外した直後には塩水と真水の間に強い濃度勾配があり、界面を形成しているかのように見えるはずです。このような状況の時、界面張力は働いていると考えられるのでしょうか？

宜しくお願いします。

回答No.1

zuyun

分子間力(引力)が原動力だと思います。液体や固体は、それが液体や固体として存在できるだけの引力が働いています。

ミクロな視点では界面張力は「バルク中の分子よりも表面の分子の方が高エネルギー状態」と説明されていると思います。より直感的なイメージとしては、例えば真空中の液体の塊の中では、隣接する分子が互いに引き合っているため、結果として球状になろうとする。
油/水界面の場合、油分子同士、水分子同士は引き合っているが、油-水分子間の引力は弱い。

ご質問の塩水(A)/真水(B)界面の場合、界面を想定しても、A-A、B-B、A-B間の分子間力がほとんど同じなので、界面張力はほぼゼロでしょう。
もっとわかりやすい例で言えば、水とエタノールの界面を作った場合、むしろ水-エタノール間の引力の方が強いため、界面張力というものを想定すれば負になるでしょう。(界面は際限なく増加してゆくことになりますが、実際はご承知のとおり溶け合ってしまいます。)
塩水/真水も、強いて言えばやや負なのでは？。