表面活性劑的應(yīng)用-制作肥皂

表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂1.表面活性劑為什么具有氣泡、增溶和分散作用？與其結(jié)構(gòu)有什么聯(lián)系？舉五個(gè)例子，并說(shuō)明其原理。2．乳化作用的原理是什么？生活中還有哪些常見的乳化體系？舉五個(gè)例子，并說(shuō)明其原理。3.洗滌過(guò)程的基本原理是什么?4．表面活性劑的溶液具有什么性質(zhì)？5.表面活性劑能否生物降解？對(duì)人體健康和環(huán)境有什么影響？思考題表面活性劑制作肥皂表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂表面活性劑表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂表面活性劑表面活性劑表面活性劑肥皂表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂無(wú)論何種表面活性劑，其分子結(jié)構(gòu)均由兩部分構(gòu)成。分子的一端為非極親油的疏水基，有時(shí)也稱為親油基；分子的另一端為極性親水的親水基，有時(shí)也稱為疏油基或形象地稱為親水頭。兩類結(jié)構(gòu)與性能截然相反的分子碎片或基團(tuán)分處于同一分子的兩端并以化學(xué)鍵相連接，形成了一種不對(duì)稱的、極性的結(jié)構(gòu)，因而賦予了該類特殊分子既親水、又親油，便又不是整體親水或親油的特性。表面活性劑的這種特有結(jié)構(gòu)通常稱之為“雙親結(jié)構(gòu)”（amphiphilicstructure），表面活性劑分子因而也常被稱作“雙親分子”。表面活性劑的結(jié)構(gòu)表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂表面活性劑結(jié)構(gòu)示意圖表面活性劑分子示意表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂表面活性劑作用與結(jié)構(gòu)的關(guān)系表面活性劑是一類結(jié)構(gòu)很有特點(diǎn)的分子，水溶性的表面活性劑的分子有親水性差異很大的兩端，一端是有長(zhǎng)烴鏈組成，它與油具有親和性，稱為親油基或疏水基；另一端則是由易溶于水或被水濕潤(rùn)的原子團(tuán)組成，與水親和性好，稱為親水基。正是由于表面活性劑分子一端親水，一端親油的特點(diǎn)，才使它具有一些特殊的性質(zhì)。表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂起泡、分散、增溶作用及應(yīng)用表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂概念：對(duì)含有表面活性劑的溶液進(jìn)行機(jī)械攪拌，空氣進(jìn)入溶液，被溶液包圍，在水中形成氣泡，此時(shí)疏水基向氣泡內(nèi)部，親水基留在液相，水中的這種氣泡上浮，逸出水面時(shí)，形成雙分子膜，肥皂泡即是這樣：起泡作用表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂在泡沫滅火劑中表面活性劑的主要作用是起泡，由于泡沫中水分的冷卻作用和泡沫隔離空氣的作用，起到滅火的作用。起泡活性高的有高碳脂肪類陰離子、非離子和兩性表面活性劑，還可加入十二烷醇等以穩(wěn)定泡沫。有些情況要求減少泡沫，如在纖維的洗滌漂洗過(guò)程中，可以通過(guò)加入消泡劑來(lái)破壞泡沫，如加入高碳醇、烴和動(dòng)植物油等。起泡作用表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂起泡與消泡的應(yīng)用※在泡沫滅中的應(yīng)用

產(chǎn)生大量的沫，借助泡沫中所的水分起到冷卻作用，或者在燃燒體的表面上覆一層泡沫層、膠束膜或凝膠層，使燃燒體育可燃?xì)怏w氧隔絕，從而起到滅火的作用。表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂起泡與消泡的應(yīng)用a、泡沫鉆井液：具有攜帶和懸浮鉆屑、穩(wěn)定井壁、冷卻和沖洗鉆頭、消除井底巖屑等功能對(duì)鉆井效率和防止事故起關(guān)鍵作用。b、泡沫驅(qū)油劑：為了提高原油開采收率而從油田的注入井注入油層、將原油驅(qū)至油井的物質(zhì)?！谠烷_采中的作用表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂起泡與消泡的應(yīng)用在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用在發(fā)酵工業(yè)中不可避免會(huì)產(chǎn)生泡沫，泡沫對(duì)微生物的培養(yǎng)極為不利，并會(huì)妨礙菌體的分離、濃縮和制品的分離等后續(xù)工序，故需防止泡沫的產(chǎn)生并盡快消除泡沫。加入消泡劑是十分有效的方法。消泡劑表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂能將固體微粒（至幾十微米）均勻分布在另一液體中的物質(zhì)叫分散劑。分散劑的存在使固體微粒外層包了一層親水性的分散劑分子膜，使分散后顆粒不再凝聚，保證了分散體系的穩(wěn)定性。顏料分散在涂料、油墨中以及印染工業(yè)中常用到分散劑，常用的分散劑為陰離子性烷基磺酸鹽類表面活性劑。分散作用表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂分散作用應(yīng)用分散和絮凝作用在現(xiàn)代工業(yè)中十分重要，在許多生產(chǎn)工藝中常常涉及到固體微粒的分散與絮凝問(wèn)題。有時(shí)固體微粒需均勻的分散到液體介質(zhì)中，以獲得穩(wěn)定的固液分散體系，如涂料、印刷油墨和鉆井泥漿等；而有時(shí)又需要均勻和穩(wěn)定的固液分散體系迅速破壞，使固體微粒盡快地聚集沉降，如在濕法冶金、污水處理和原水澄清等。造紙分散劑表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂所謂增溶作用是指由于表面活性劑的存在，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。增溶作用的基礎(chǔ)是膠束的形成，表面活性劑濃度越大，形成的膠束越多，難溶物質(zhì)或不溶物質(zhì)溶解的越多，增溶量越大。增溶作用表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂增溶作用的應(yīng)用石油工業(yè)增溶作用被利用來(lái)“驅(qū)油”以提高石油的開采率，利用表面活性劑膠束的存在，將表面活性劑、助劑和油混合在一起攪動(dòng)，使之形成均勻的“膠束溶液”。這種溶液能溶解原油，且具有足夠的黏度，能很好的潤(rùn)濕巖層，遇水不分層，當(dāng)流過(guò)巖層時(shí)能有效的洗下黏附于砂石上的石油，達(dá)到提供使用開采率的目的。表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂增溶作用的應(yīng)用膠片生產(chǎn)膠片上出現(xiàn)的微小油脂雜質(zhì)造成的斑點(diǎn)，在乳化劑中加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣?，利用膠束的增溶作用可以使斑點(diǎn)消除。此外，增溶作用在洗滌去污中也發(fā)揮著重要作用。表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂乳化作用表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂互不相溶的兩液相中的一相以微液滴的狀態(tài)分散于另一相中形成乳液。將油和水在混合器中攪拌時(shí)，由于界面不斷分裂，凝聚速度也會(huì)急劇增加，靜止后還會(huì)分層成為兩相。若在體系中加入表面活性劑，分散時(shí)，它的疏水一端溶入油相，親水的一端則留在水中，排列成一層保護(hù)層，降低了油水界面張力，可防止分散了的液滴凝聚，保護(hù)乳液的穩(wěn)定性，達(dá)到油與水形成乳化液的目的。乳化作用原理表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂油與水的乳化形式有兩種：少量油分散在多量水中，水是連續(xù)相，油為分散相，這種類型為油在水中，也叫水包油（O/W）；另一種是少量的水分散在油中，油是連續(xù)相，叫油包水（W/O）。乳化形式表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂1、油/水型乳化體2、水/油型乳化體3、微乳化體4、無(wú)水乳化體5、透明乳化體乳化體系類型表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂表面活性劑作為乳化劑用于制造霜膏類化妝品，可提供皮膚需要的油性和水性成分，使化妝品在皮膚上有良好的鋪展性；用于農(nóng)藥，可以使少量的油性農(nóng)藥均勻地分散于大量水中，而且還可以促進(jìn)農(nóng)藥對(duì)生物體的潤(rùn)濕、附著和滲透。此外，它還可以用于乳液聚合制造高分子材料或食品添加劑等。乳化作用應(yīng)用表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂洗滌作用表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂污垢通常分油污、固體污垢（無(wú)機(jī)成分）和其它污垢（如牛奶、血等蛋白質(zhì)）。無(wú)機(jī)污垢可以通過(guò)清水沖洗除去而有機(jī)物和蛋白質(zhì)污垢通常不溶于水，常要使用滌劑。洗滌劑的主要成分是表面活性劑，表面活性劑可以使油性污垢與水成水包油化體系。將污物放入洗滌劑溶液中，充分潤(rùn)濕、滲透，表活性劑在纖維污垢上的吸附降低了污垢的附著力，使污垢易離開織物表面進(jìn)入洗液，然后表面活性劑將脫落的污垢乳化，分散水中，經(jīng)清水漂洗除去。。洗滌作用表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂洗滌過(guò)程的基本原理洗滌過(guò)程的本質(zhì)十分復(fù)雜，通?？擅枋鋈缦拢罕幌次锝胨校捎谙礈靹┑拇嬖?，減弱了污垢與物體表面的黏附作用，此時(shí)施以機(jī)械攪拌，使與表面活性劑結(jié)合的污垢與被洗滌物的表面脫離開來(lái)，懸浮于水中，經(jīng)沖洗后便可除去。洗滌過(guò)程是可逆的，與洗滌劑結(jié)合的污物有可能重新回到被洗滌物表面。因此作為優(yōu)良的洗滌劑，應(yīng)能夠同時(shí)降低污垢與物體表面的結(jié)合能力，并防止污垢再沉積到物體表面上來(lái)。表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂洗滌基本過(guò)程表面活性劑在固體污垢去除中的濕潤(rùn)作用表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂隨溶質(zhì)濃度的增加而溶液表面張力緩慢升高dr/dc>0；隨溶質(zhì)濃度的增加而溶液表面張力緩慢降低dr/dc<0；表面張力在濃度很低的時(shí)候迅速下降，很快達(dá)到最低點(diǎn)，此后表面張力隨濃度變化很小dr/dc<0。表面活性劑的水溶液性質(zhì)表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂表面活性劑的生物降解是利用微生物把表面活性劑分解轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水的過(guò)程。此過(guò)程可分為：改變物質(zhì)特性的初級(jí)生物降解；轉(zhuǎn)變成二氧碳和水等無(wú)機(jī)物的最終生物降解各個(gè)階段。世界經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織規(guī)定：初級(jí)生物降解>80%，最終生物降解>70%的表面活性劑才允許使用。表面活性劑的生物降解表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂生物降解過(guò)程完整的生物降解需要以下過(guò)程：（1）初級(jí)生物降解：包括吸附和裂解兩個(gè)過(guò)程，在這一階段表面活性劑母體結(jié)構(gòu)消失，特性發(fā)生變化；（2）環(huán)境允許的生物降解：達(dá)到環(huán)境可以接受程度的降解得到產(chǎn)物不再導(dǎo)致環(huán)境的污染；（3）最終生物降解：表面活性劑完全轉(zhuǎn)化為CO、H2O、NH等無(wú)機(jī)物和其他代謝物。表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂表面活性劑對(duì)人體健康和環(huán)境的影響表面活性劑在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、日用、化工等眾多領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣，全球的年使用量已經(jīng)超過(guò)千萬(wàn)噸。表面活性劑的大量使用同時(shí)也造成了土壤、水質(zhì)的嚴(yán)重污染，甚至對(duì)人體帶來(lái)危害，如皮膚過(guò)敏、癌癥、生物雌性化等。表面活性劑具有一定的毒性，會(huì)對(duì)皮膚產(chǎn)生明顯的刺激作用，在洗滌劑中大量使用，所產(chǎn)生的泡沫造成了城市下水道及河流泡沫泛濫，使用含有磷酸鹽的表面活性劑使河流湖泊水質(zhì)產(chǎn)生“富營(yíng)養(yǎng)化”。表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂制作肥皂表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂肥皂肥皂是高級(jí)脂肪酸金屬鹽類的總稱，包括軟肥皂、硬肥皂、透明皂和香皂等。肥皂是最早使用的洗滌用品，對(duì)皮膚刺激性小，具有便于攜帶、使用方便、去污力強(qiáng)、泡沫適中和洗后容易去除等優(yōu)點(diǎn)。肥皂的有效成分是表面活性劑，洗滌衣服的洗滌劑中常用表面活性劑分為陰離子型和非離子型，最典型的有肥皂中常用的硬脂酸鈉，洗衣粉主要洗滌成分為十二烷基苯磺酸鈉；非離子型表面活性劑主要是烷基聚氧乙烯醚。非離子型表面活性劑為主要成分的洗滌劑不受硬水的影響，有很好的除皮質(zhì)污垢的能力，對(duì)合成纖維有防止再污染作用，因此常做液體洗滌劑如絲毛洗滌劑的主要成分。表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解洗滌的基本過(guò)程。2．學(xué)習(xí)制備肥皂的方法。表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂實(shí)驗(yàn)原理制作肥皂以天然的動(dòng)、織物油脂為原料，經(jīng)堿皂化值得肥皂，以硬脂酸三甘油酯的皂化反應(yīng)為例，發(fā)生的皂化反應(yīng)如下：油脂在堿性條件下的水解反應(yīng)表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂皂化值：指完全皂化1克油脂所需的KOH毫克數(shù)。皂化值

C:KOH的濃度V:KOH的體積m:油脂的質(zhì)量表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂a.降低水表面的張力。

b.形成穩(wěn)定的乳濁液。肥皂的主要成分是高級(jí)脂肪酸的鈉鹽或鉀鹽，其中的烴基是非極性的憎水部分，而羧酸根是極性的親水部分。在水中，其親水部分插入水中，憎水部分被排出水面外，從而降低了水分子之間的引力，亦即降低了水的表面張力；同時(shí)，在水面外的憎水烴基靠范德華引力靠在一起，而親水基團(tuán)則包在外面與水相連接，形成一粒一粒的膠束。如遇到油污，其憎水部分就進(jìn)入油滴內(nèi)，而親水部分伸在油滴外面的水中，形成穩(wěn)定的乳濁液由于水表面張力的降低，使油質(zhì)較易被潤(rùn)濕，并使油污與它的附著物(纖維)逐漸分開，受機(jī)械振動(dòng)，脫離附著物分散成細(xì)小乳濁液，隨水漂洗而去。去污原理表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂Ps:a、肥皂不宜在硬水中使用，以免形成不溶于水的脂肪酸鈣和鎂鹽。b、肥皂不宜在酸性水中使用，以免生成難溶于水的脂肪酸。c、制造肥皂要耗用大量的食用油脂。表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂實(shí)驗(yàn)儀器與試劑、實(shí)驗(yàn)儀器與試劑儀器：250ml燒杯，溫度計(jì)，玻璃棒，水浴鍋，電加熱臺(tái)板試劑：NaOH，豬油，牛油，棕櫚油，蓖麻油，甘油，95%乙醇，蔗糖，香料，模具表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂實(shí)驗(yàn)步驟肥皂制取原理表面活性劑的應(yīng)用——制作肥皂Step1:1．在250ml燒杯中加入10克豬油，10g椰子油或棕櫚油，8克蓖麻油，加熱至80℃使油脂混合熔化。Step2:2．?dāng)嚢柘驴焖偌尤?4ml30%NaOH和6.2ml95%乙醇的混合液，在75℃的水浴上加熱皂化，到達(dá)終點(diǎn)后停止加熱。Step3:4.適當(dāng)降溫后加入適