表面活性劑化學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、表面活性劑化學(xué)復(fù)習(xí)資料一名詞解釋 。表面張力:指垂直通過液面上任一單位長度、與液面相切的收縮表面的力（N/m） 并且產(chǎn)生表面活性劑:是指在某液體中加入少量某物質(zhì)時就能使液體表面張力急劇降低，一系列應(yīng)用功能的物質(zhì)。臨界膠束濃度:表面活性劑溶液的表面張力隨著活性劑濃度的增加而急劇地降低，但是當(dāng)濃度增加到一定值后，表面張力隨溶液濃度的增加而變化不大，此時表面活性劑從分子或離子分散狀態(tài)締合成穩(wěn)定的膠束，從而引起溶液的高頻電導(dǎo)、滲透壓、電導(dǎo)率等各種性能發(fā)生明顯的突變，這個開始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度(CMC)。親水親油平衡值:是表面活性劑中親水和親油基團對油或水的綜合親合力，是用來表示表面活性

2、劑的親水親油性強弱的數(shù)值。高能固體表面：與一般液體接觸后，體系表面能將在很大程度上降低，應(yīng)為一般液體潤濕的表面，稱為高能表面。低能固體表面：物體的表面能與液體不相上下，其表面被稱作低能表面。膠束：兩親分子溶解在水中達一定濃度時，其非極性部分會互相吸引，從而使得分子自發(fā)形成有序的聚集體，使憎水基向里、親水基向外，減小了憎水基與水分子的接觸，使體系能量下降，這種多分子有序聚集體稱為膠束反膠束：表面活性劑在有機溶劑中形成極性頭向內(nèi)，非極性頭尾朝外的含有水分子內(nèi)核的聚集體，稱為反膠束。表面過剩：若自 1cm²的溶液表面和內(nèi)部各取一部分，其中溶劑的數(shù)目一樣多，則表面部分的溶質(zhì)比內(nèi)部所多的摩爾數(shù)

3、。相轉(zhuǎn)變溫度：是指在某一種特定的體系中，表面活性劑的親水親油性質(zhì)達到平衡時的溫度。固體表面未被反離子占據(jù)的部位與表面活性劑離子因電性作用而引起的離子對位吸附：吸附。離子交換吸附：在低濃度時，固體表面的反離子被同電荷符號的表面活性劑離子取代而引起的吸附。吸附量:單位表面上表面相超過體相的溶質(zhì)量，有時也叫表面濃度或吸附量。增溶量：向 100ml 已標(biāo)定濃度的表面活性劑溶液中由滴定管滴加被增溶物，當(dāng)達到飽和時被增溶物析出，溶液變渾濁，此時已滴入溶液中的被增溶物的物質(zhì)的量（mol）即為增溶量?？死蚍磻?yīng)點：它是指 1%的表面活性劑溶液在加熱時由渾濁忽然變澄清時相變的溫度。濁點：是指一定濃度的非離子表面

4、活性活性劑溶液在加熱過程中突然析出使溶液變渾濁的溫度點。聚集作用：分散劑粒子以任意方式或受任何因素的作用而結(jié)合在一起，形成有結(jié)構(gòu)或無特定結(jié)構(gòu)的集團的作用。分散作用：一般是指把一種物質(zhì)分散劑于另一種物質(zhì)中以形成分散劑體系的作用。增溶作用：是指由于表面活性劑膠束的存在，使得在溶劑中難溶乃至不溶的物質(zhì)溶解度顯著增加的作用。潤濕作用：指加入表面活性劑后，由于表面活性劑的雙親結(jié)構(gòu)，可在界面處發(fā)生定向吸附，降低液體的表面張力，從而改變體系潤濕性質(zhì)的作用。絮凝作用：在體系中加入一定的電解質(zhì)可能中和微粒表面的電荷，降低液體表面的擴散雙電子層的厚度，降低表面電賀荷的電量，使微粒間的斥力下降，從而使微粒的物理穩(wěn)定

5、性下降，出現(xiàn)絮凝狀態(tài)，形成疏松的纖維狀結(jié)構(gòu)，但振搖又重新分散均勻的作用叫絮凝作用。乳化作用：是在一定條件下使互不混溶和兩種液體形成有一定穩(wěn)定性的液液分散體系的作用。加和增效作用:把不同類型的表面活性劑人為地混合后，得到的混合物其性能比原來單一組分的性能更加優(yōu)良，也就是通常所說的“1+12”的效果。負的加和增效作用:把不同類型的表面活性劑人為地混合后，得到的混合物其性能比原來單一組分的性能差。二、簡答題1.影響表面張力大小的因素？1答：表面活性劑的結(jié)構(gòu)；a、疏水基：在各種疏水基中，碳氟鏈，硅氧鏈和碳氫鏈型的表面活性劑的 pC20 是逐個減小的；碳氫鏈中，碳鏈越長， pC20 值越大，直鏈的 pC

6、20 比含支鏈的同分異構(gòu)體更大。b、親水基：含相同疏水基的表面活劑中，親水基的親水性越弱 pC20 越大，所以非離子表面活性劑的 pC20 最大，其次為兩性離子表面活性劑，最小的一般為離子型表面活性劑。對于離子型來說，離子頭的有效電荷越小， pC20 越大。2電解質(zhì)；加入電解質(zhì)使離子型表面活性劑的離子氛半徑被壓縮，親水性下降，表面活性增加， pC20 隨之增加。3水結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)劑：a、水促進劑；降低表面活性劑的親水基的水化度，從而提高表面活性，吸附效率 pC20 增大；b、水結(jié)構(gòu)破壞劑；表面活性降低， pC20 減小。4溫度：a、離子型包括兩性離子型表面活性劑的吸附效率 pC20 隨溫度升高而下降

7、；b、非離子型表面活性劑在 1040范圍內(nèi)， pC20 隨溫度升高而增加。2.表面活性劑按離子類型分類常見的類型有哪些？答：表面活性劑按離子分類有非離子型表面活性劑（如脂肪醇聚氧乙烯醚）和離子型表面活性劑，其中離子型表面活性劑又分為陰離子表面活性劑（如十二烷基苯磺酸鈉），陽離子表面活性劑（如芐基三甲基氯化銨）及兩性表面活性劑（如十二烷基甜菜堿）。3.表面活性劑分子的結(jié)構(gòu)特點及親水親油基的組成。答：表面活性劑由兩部分構(gòu)成：a.疏水基團，由疏水親油的非極性碳氫鏈、硅烷基、硅氧烷基、或碳氟鏈構(gòu)成; b.親水基團，由親水疏油的極性基團構(gòu)成。4.陽離子表面活性劑的特點及分類？答：特點：在水溶液中呈現(xiàn)正電

8、性，能形成攜帶正電荷的表面活性離子分類：胺鹽型、季銨鹽型、雜環(huán)型、鎓鹽型5.陰離子表面活性劑的特點及分類？答：特點：（1）溶解度隨溫度的變化存在明顯的轉(zhuǎn)折點。（2）一般情況下與陽離子表面活性劑配伍性差，容易生成沉淀或渾濁。（3）抗硬水性能差分類：羧酸鹽型、磺酸鹽型、硫酸酯鹽型、磷酸酯鹽型6.兩性離子表面活性劑的特點及分類？答：特點：（1）具有等電點（2）幾乎可以同所有其他類型的表面活性劑進行復(fù)配，一般都會產(chǎn)生加和增效作用（3）具有較低的毒性，對皮膚眼睛刺激小（4）具有極好的耐硬水性和耐高濃度電解質(zhì)性（5）對織物有優(yōu)異的柔軟平滑性和抗靜電性（6）具有良好的乳化性和分散性（7）可以吸附在帶點物質(zhì)的

9、表面，而不產(chǎn)生憎水薄層，有很好的潤濕和發(fā)泡性（8）具有一定的殺菌性和抑霉性（9）有良好的生物降解性分類：a.按陰離子親水基類型分類：羧酸鹽型、磺酸鹽型、硫酸酯鹽型、磷酸酯鹽型b.按整體化學(xué)結(jié)構(gòu)分類：甜菜堿型、咪唑啉型、氨基酸型、氧化胺型7.非離子離子表面活性劑的特點及分類？答：非離子表面活性劑主要分為聚乙二醇型和多元醇型兩大類（詳見課本 P156P157）特點：（1）穩(wěn)定性高，不易受強電解質(zhì)無機鹽類存在的影響（2）不易受 Mg2+、Ca2+的影響，在硬水中使用性能好（3）不易受酸堿的影響（4）與其他表面活性劑相容性好（5）在水和有機溶劑中皆有較好的溶解性能（6）此類產(chǎn)品大部分呈液態(tài)和漿態(tài)，使用

10、方便（7）存在濁點8.離子型表面活性劑膠束的結(jié)構(gòu)？答：對于離子型表面活性劑， 膠束外殼由粗糙不平的表面和一部分的反離子，還包括擴散的雙電子層，內(nèi)核由非極性的碳氫鏈和滲透入的滲透水組成。9.非離子型表面活性劑膠束的結(jié)構(gòu)？答：對于非離子型表面活性劑，膠束的外殼是一層相當(dāng)厚的、柔順的聚氧乙烯層，還包括大量以乙醚相結(jié)合的水分子。膠團內(nèi)核由碳氫鏈組成類似液態(tài)烴的內(nèi)核；沒有擴散雙電層。10.表面活性劑在氣-液、液-液界面上的吸附層結(jié)構(gòu)？氣液界面：表面活性劑分子在濃度較低時零散地分布在液體表面，隨著濃度的不斷增加，分子疏松的定向排列在表面，當(dāng)濃度接近 cmc 時，表面活性劑分子緊密地定向排列在液體表面形成一

11、層致密的單分子界面膜，并在內(nèi)部開始形成膠束。11.影響表面活性劑在固-液界面吸附的因素？答：a.表面活性劑的性質(zhì)如果是離子型表面活性劑，親水基帶有電荷，易于與其帶電符號相反的固體表面吸附;其它表面活性劑，隨著表面活性劑碳原子量的增加，吸附量增加，若為聚氧乙烯基型非離子表面活性劑，聚氧乙烯基數(shù)目越大吸附量越小。b.介質(zhì) pH 值的影響當(dāng)介質(zhì) pH 值大于等電點時固體表面上帶負電荷;，易于吸附帶正電的物質(zhì)；當(dāng)介質(zhì) pH 值小于等電點時表面正電;，易于吸附帶負電的物質(zhì)；介質(zhì) pH 值與等電點差別越大，固體表面電荷密度越大，越易吸附。c.固體表面的性質(zhì)帶電固體表面總是易于吸附帶反號電荷的離子型表面活性

12、劑。d.溫度的影響隨溫度的升高，離子型表面活性劑吸附量增大，非離子型表面活性劑吸附量減小。e.無機電解質(zhì)的影響無機電解質(zhì)的加入常能增加離子型表面活性劑的吸附量，對非離子型表面活性劑影響不大。12.敘述表面活性劑在固-液界面吸附的吸附機制？答：吸附過程可分為兩個階段：（1）表面活性劑濃度小于 cmc，則形成單分子吸附層;表面活性劑濃度大于 cmc 時形成雙分子吸附劑層，這將導(dǎo)致吸附量急劇增加。（2）吸附的一般機制A. 離子交換吸附引起的吸附。B. 離子配對吸附吸附。C. 形成氫鍵面引起的吸附D. 電子極化引起的吸附劑引起吸附。E. 色散力引起的吸附F. 疏水作用引起的吸附固體表面與表面活性劑間因

13、為 van der Waals 色散力而引起的吸附。表面活性劑的疏水基間相互作用使它們逃離水的趨勢，使得達到固體表面和表面活性劑的某些基團間形成氫鍵而導(dǎo)致的吸附。表面活性劑分子中富電子芳環(huán)與固體表面強正電位間的作用而固體表面未被反離子占據(jù)的部位與表面活性劑離子因電性作用而引起的在低濃度時，固體表面的反離子被同電荷符號的表面活性劑離子取代而一定濃度后它們相互締合而吸附。13.敘述表面活性劑在固體油污去除過程中的作用？答：表面活性劑在固體油污及固體表面上的吸附而使二者分離。在洗滌過程中，首先對污垢點及表面潤濕，在固體界面形成電層，使油污粘附強度減弱。14.敘述表面活性劑在液體油污去除過程中的作用？

14、答：（1）洗滌液潤濕表面。（2）油污的去除，即潤濕了表面的洗滌液如何把油污頂替下來。液體油污的去除，通過卷縮機理實現(xiàn)。15.簡述破乳劑的選擇原則？答：（1）具有良好的表面活性，能將乳狀液中乳化劑從界面上頂替下來。（2）破乳劑在油-水界面上形成的界面膜不可有牢固性，在外界條件作用下或液滴碰撞時易破裂，從而液滴發(fā)生聚結(jié)。（3）離子型的乳化劑可使液滴帶電面穩(wěn)定，選用帶反號電荷的離子型破乳劑可使液滴表面電荷中和。（4）分子量大的非離子或高分子破乳劑溶解于連續(xù)相中可因橋連聯(lián)用使液滴聚集，進而聚結(jié)、分層和破乳。（5）固體粉末乳化劑穩(wěn)定的乳狀液可選擇固體粉末良好的潤濕劑作為破乳劑，以使粉末完全潤濕進入油相或

15、水相。16.敘述聚集作用的機理？答：（1）電性作用在分散體系中加入無機電解質(zhì)，其反離子將向粒子周圍的擴散雙電層中擴散，壓縮雙電層，從而降低粒子間的靜電排斥作用，破壞分散體系的穩(wěn)定性，從而發(fā)生聚集作用。（2）橋梁作用在高分子化合物濃度很低時，吸附于分散粒子上的聚合物長鏈可以同時吸附于其它表面上，這樣就可將多個粒子通過聚合物分子連接起來，從而來發(fā)生聚集作用。17.簡述影響表面吸附的物理化學(xué)因素？答：（1）表面活性劑親水基：親水基小者，分子橫截面積小，飽和吸附量大。（2）疏水基：疏水基小者，分子橫截面積小，飽和吸附量大。（3）同系物：一般規(guī)律是隨碳鏈增長，飽和吸附量有所增加，但疏水鏈過長往往得到相反

16、的效果。（4）溫度：飽和吸附量隨溫度升高而減少。但對非離子表面活性劑，在低濃度時吸附劑量往往隨溫度上升而增加。（5）無機電解質(zhì)：對離子表面活性劑，加入無機電解質(zhì)對吸附有明顯的增強作用。18.簡述非極性固體表面的潤濕作用？答：表面活性劑溶液的表面張力等于或低于非極性固體的的C 是發(fā)生完全潤濕的必要條件，而某些特殊性質(zhì)的表面活性劑在固液界面上吸附可能形成比原非極性固體C 更低的表面吸附層，此吸附層的C 值若低于表面活性劑溶液的表面張力，則該溶液不能鋪展。在非極固體的表面上，能使液體表面能力降低的各種因素19.簡述被增溶物在膠束中的位置及其排列情況？答：位置：主要發(fā)生在膠團中的四個區(qū)域：（1）膠團內(nèi)

17、核；（2）離子型表面活性劑的膠團內(nèi)核/柵欄層；（3）非離子型表面活性劑的柵欄層；（）4 膠團表面。排列情況：增溶順序的（3）>(2)>(1)>(4).20.簡述影響增溶作用的因素？答：1）表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)具有相同親油基的表面活性劑，對于烴類及極性有機物的增溶作用大小順序一般為：非離子型陽離子型陰離子型。膠束越大，對于增溶到膠束內(nèi)部的物質(zhì)增溶量越大。親油基部分帶有分支結(jié)構(gòu)的表面活性劑增溶作用較直鏈的小。帶有不飽和結(jié)構(gòu)的表面活性劑，或在活性劑分子上引入第二極性基團時，對烴類的溶解作用減小，而對長鏈極性物增溶作用增加。2）被增溶物的化學(xué)結(jié)構(gòu)脂肪烴與烷基芳烴被增溶的程度隨其鏈長的

18、增加而減小，隨不飽和度及環(huán)化程度的增加而增大，帶支鏈的飽和化合物與相應(yīng)得直鏈異構(gòu)體增溶量大致相同；烷烴的氫原子被羥基、氨基等極性基團取代后，其被表面活性劑增溶的程度明顯增加。3）溫度的影響多數(shù)情況下，溫度升高，增溶作用加大。4）添加無機電解質(zhì)的影響在離子型表面活性劑中添加少量無機電解質(zhì)，可增加烴類化合物的增溶程度，但卻使極性有機物的增溶程度減少。5）有機添加劑的影響向表面活性劑溶液中添加非極性化合物，提高了極性有機化合物的增溶程度；添加極性有機化合物后，使非極性碳氫化合物增溶量增加。增溶了一種極性有機物后，會使表面活性劑對另一種有機物的增溶程度降低。21.簡述泡沫破壞的機理？答：泡沫破裂的機理

19、主要有泡沫液膜的排液和泡沫中氣體的擴散兩種情況。1泡沫液膜的排液：a.重力排液：在重力下液體沿液膜自上而下的流動，造成上層液膜變薄而破裂。b.表面張力排液：密集的泡沫中氣泡一般呈多面體型，泡沫間的壓力小于氣泡中的壓力，導(dǎo)致氣泡液膜中的液體向泡沫間流動，導(dǎo)致氣泡破裂。2泡沫中氣體的擴散：氣泡大小不均，小氣泡內(nèi)的壓力大于大氣泡的，氣體存在由小氣泡透過液膜向大氣泡擴散的趨勢，一旦擴散小氣泡越來越小最后消失。22.表面活性劑的穩(wěn)泡作用主要表現(xiàn)在什么地方？1答：降低溶液的表面張力2提高液膜粘度3吸附膜的氣體緊閉作用4表面張力修復(fù)作用5表面電荷作用23.乳化劑的選擇原則？答：（1）要有良好的表面活性，且能

20、極劇降低表面張力（2）乳化劑分子能與其他分子在界面上形成致密界面膜（3）乳化劑的乳化性能與其水相油相的親和能力（4）適當(dāng)?shù)耐庀囵ざ?，減小液滴聚集速度（5）特殊情況下要求無毒（6）用最小的量達到最好的乳化效果24.表面活性劑在分散過程中的主要作用？答：（1）降低液體介質(zhì)的表面張力、固液介面張力、和液體在固體上的接觸角。（2）離子型表面活性劑在某些固體粒子上的吸附可增加粒子表面電勢，提高粒子間的靜電排斥作用，利于分散體系的穩(wěn)定。（3）在固體粒子表面上親液基團朝向液相的表面活性劑定向吸附層的形成利于提高疏液分散體系粒子的親液性，有時也可以形成吸附溶劑化層。（4）長鏈表面活性劑和聚合物大分子在粒子表面

21、吸附形成厚吸附層起到空間穩(wěn)定作用。（5）表面活性劑在固體表面結(jié)構(gòu)缺陷上的吸附不僅可降低界面能，而且能在表面上形成機械屏障，有利于固體研磨分散。25.以乳滴粒徑的分類，乳狀液可分為幾類？各有什么特點？答：以乳滴粒徑的大小分類，乳液可分為四類。1粒徑小于 0.05m，此類乳液在外觀色澤上表現(xiàn)為全透明；2粒徑在 0.050.1m 之間，外觀色澤表現(xiàn)為半透明灰色；3粒徑在 0.11.0m 之間，外觀色澤表現(xiàn)為藍乳白色；4粒徑在 1.05.0m 之間，乳液外觀色澤表現(xiàn)為乳白色。26.為什么乳狀液是熱力學(xué)不穩(wěn)定因素？答：乳狀液存在相當(dāng)大的界面，從而就有一定的界面能，這樣的的體系總是力圖減小界面積而使能量降低，最終乳狀液破壞，兩相分離。27.敘述表面活性劑在潤濕過程中的作用？答：（1）改變固體表面性質(zhì)。表面活性劑吸附于固體表面，形成定向排列的吸附層，達到改變潤濕性能的目的，由高能表面變?yōu)榈湍鼙砻?，或有低能表面變?yōu)楦吣鼙砻?。?）改變液體表面性質(zhì)。在水中加入表面活性劑降低表面張