表面活性剂化学.ppt

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1、表面活性剂化学电子教案—第三章表面活性剂化学第三章表面活性剂的功能与应用3.1表面活性剂的增溶作用3.2表面活性剂的乳化与破乳作用3.3表面活性剂的润湿功能3.4表面活性剂的起泡和消泡作用3.5表面活性剂的洗涤和去污作用3.6表面活性剂的分散和絮凝作用3.7表面活性剂的其他功能3.1.1增溶作用的定义和特点例如室温下苯在水中的溶解度很小，每100g水只能溶解0.07g苯，但在10%的油酸钠水溶液中，苯的溶解度达到7g/100g，增加了100倍，这是通过油酸钠胶束的增溶作用实现的。增溶作用：是指由于表面活性剂胶束的存在，使得在溶剂中难溶乃至不溶的物质溶解度

2、显著增加的作用增溶作用的基础是胶束的形成，表面活性剂浓度越大，形成的胶束越多，难溶物或不溶物溶解的越多，增容量越大。增溶作用可使被增溶物的化学势降低，使体系更加稳定，是自发进行的过程。与普通的溶解过程不同的是，增溶后溶液的沸点、凝固点和渗透压等没有明显变化，说明溶质并非以分子或离子形势存在，而是以团簇分散在表面活性剂的溶液中。3.1.1增溶作用的定义和特点3.1.2增溶作用的方式（1）非极性分子在胶束内核的增溶，饱和脂肪烃、环烷烃以及苯等不易极化的非极性有机物，通常被增溶于胶束内核中，就像溶于非极性碳氢化合物溶液中一样。紫外光谱或核磁共振谱分析表明，被增

3、溶的物质完全处于一个非极性环境中，X射线衍射分析发现增溶后胶束体积变大。3.1.2增溶作用的方式（2）在表面活性剂分子间的增溶，对于分子结构与表面活性剂相似的极性有机化合物，如长链的醇、胺、脂肪酸和极性燃料等两亲分子，则是增溶于胶束的“栅栏”之间。被增溶物的非极性碳氢键插入胶束内部，其极性头插入表面活性剂极性基之间，通过氢键或偶极子相互作用联系起来。这种方式增溶后胶束并不变大。3.1.2增溶作用的方式（3）在胶束表面的吸附增溶，苯二甲酸二甲酯等既不溶于水、也不溶于油的小分子极性有机化合物在胶束表面的增溶是通过被吸附于胶束表面区域或是靠近胶束表面分子“栅栏

4、”的区域完成的。3.1.2增溶作用的方式（4）聚氧乙烯链间的增溶，以聚氧乙烯基为亲水基团的非离子表面活性剂，通常将被增溶物包藏在胶束外层的聚氧乙烯链中。以这种方式被增溶的物质主要是较易极化的碳氢化合物，如苯、乙苯、苯酚等短链芳香烃类化合物3.1.2增溶作用的方式在表面活性剂溶液中，上述四种形式的胶束增溶作用对被增溶物的增溶量是不相同的，按下列顺序递减：（4）﹥（2）﹥（1）﹥（3）3.1.2增溶作用的方式-溶解度的测量表面活性剂增溶量的测定方法与溶解度的测定方法相同，向100ml已标定浓度的表面活性剂溶液中由滴定管滴加被增溶物，当达到饱和时被增溶物析出，

5、溶液变混浊，此时已滴入溶液中的被增溶物的物质的量（mol）即为增溶量。增溶量除以表面活性剂的物质的量（mol）即得增溶力，表面活性剂的增溶力表示其对难溶或不溶物增溶的能力，是衡量表面活性剂的重要指标之一。3.1.3增溶作用的主要影响因素1）表面活性剂的化学结构1.具有相同亲油基的表面活性剂，对于烃类及极性有机物的增溶作用大小顺序一般为：非离子型﹥阳离子型﹥阴离子型。这是由于非离子型表面活性剂临界胶束浓度较小，胶束易于生成，因此胶束聚集数较大，增溶作用较强。阳离子表面活性剂的胶束比阴离子表面活性剂有较为疏松的结构，因此增溶作用比后者强。3.1.3增溶作用的

6、主要影响因素2.胶束越大，对于增溶到胶束内部的物质增溶量越大。在表面活性剂同系物中，胶束的大小随碳原子数增加而增大，因此，碳原子数越大，临界胶束浓度越低，聚集数增加，增溶作用加强。表面活性剂C9H19COOKC11H23COOKC13H27COOK增溶力0.1740.4240.8563亲油基部分带有分支结构的表面活性剂增溶作用较直链的小。这是因为直链型表面活性剂临界胶束浓度比支链型低，胶束易于形成，胶束聚集数较大。4带有不饱和结构的表面活性剂，或在活性剂分子上引入第二极性基团时，对烃类的溶解作用减小，而对长链极性物增溶作用增加。3.1.3增溶作用的主要影

7、响因素2）被增溶物的化学结构脂肪烃与烷基芳烃被增溶的程度随其链长的增加而增大，带支链的饱和化合物与相应得直链异构体增溶量大致相同；烷烃的氢原子被羟基、氨基等极性基团取代后，其被表面活性剂增溶的程度明显增加。3.1.3增溶作用的主要影响因素3）温度的影响温度对增溶作用的影响随表面活性剂类型和被增溶物结构的不同而不同。多数情况下，温度升高，增溶作用加大。对于离子型表面活性剂，升高温度一般会引起分子热运动的加剧，使胶束中能发生增溶作用的空间加大，对极性和非极性化合物的增溶程度增加；对于含聚氧乙烯基的非离子表面活性剂，温度升高，聚氧乙烯与水分子之间的氢键遭到破坏

8、，水化作用减小，胶束容易生成，聚集数增加。特别是温度升至接近表面活性剂的浊点时，