表面活性剂作业整理.doc

第一章：表面活性剂的概述 1.表面活性剂的定义是什么？简述其分类方法。 答：表面活性剂是指在较低浓度时，即能显著降低液体表面张力，改变体系界面状态，从而产生润湿、乳化、起泡、增溶等作用的物质。分类方法：1）按照离子类型分类：分为非离子型表面活性剂、离子型表面活性剂，其中离子型表面活性剂又可以分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂。2）按亲水基的结构分类：羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型、胺盐型、季铵盐、鎓盐型（鏻、鉮、硫、碘鎓化合物）、多羟基型、聚氧乙烯型。3）按疏水基种类分类：直链、支链烷基(碳原子数为8～20)、烷基苯基、萘基(烷基碳原子数为8～16)、松香衍生物、高分子量聚环氧丙烯基、长链全氟(或高氟代)烷基、聚硅氧烷基、全氟聚环氧丙烷基(低分子量)。4）按表面活性剂的特殊性分类：碳氟表面活性剂、含硅表面活性剂、高分子表面活性剂、生物表面活性剂、冠醚型表面活性剂。 2、什么是界面？什么是表面？界面和表面有何联系？ 答：界面是指两相接触的约几个分子厚度的过渡区，若其中一相为气体，这种界面通常称为表面。界面包括气-液界面，气-固界面，液-液界面，液-固界面，固-固界面。界面包括表面，表面属于界面，如气-液界面成为液体表面，气-固界面常成为固体表面。 第二章：表面活性剂的作用原理 1、表面张力与表面活性的定义。 答：在两相(特别是气-液)界面上，处处存在着一种张力，这种力垂直与表面的边界，指向液体方向并与表面相切。把作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用 g 或 s 表示。表面张力的单位通常为N/m. 表面活性：因溶质在表面发生吸附（正吸附）而使溶液表面张力降低的性质被称为表面活性。 2、cmc的测定方法及影响因素。 答：测定cmc的方法： 1）表面张力法：常用表面张力-浓度对数图确定cmc。 具体做法：测定一系列不同浓度表面活性剂溶液的表面张力，作出γ-lgc曲线，将曲线转折点两侧的直线部分外延，相交点的浓度即为此体系中表面活性剂的cmc。2）电导法：确定cmc时可用电导率对浓度或摩尔电导率对浓度的平方根作图，转折点的浓度即为cmc。只限于测定离子型表面活性剂的cmc。3）染料法：先在较高浓度(＞cmc)的表面活性剂溶液中加入少量染料，此染料加溶于胶团中，呈现某种颜色。再用滴定的方法，用水将此溶液稀释，直至颜色发生显著变化，此时溶液的浓度即为cmc。4）浊度法：观测加入适量烃的表面活性剂溶液的浊度随，浊度突变点的浓度即为表面活性剂的cmc。5）光散色法：利用散射光强度-溶液浓度曲线中的突变点可以测定cmc。 影响因素： 1）表面活性剂类型的影响：疏水基相同的情况下，离子型表面活性剂的cmc比非离子型的大，大约差两个数量级。2）碳氢链的长度：同类型表面活性剂的临界胶团浓度随疏水基增大而降低；离子型表面活性剂碳氢链的碳原子数在8-16范围内，cmc随碳原子数变化呈现一定规律：同系物每增加一个碳原子，cmc下降约一半。非离子型表面活性剂，cmc受疏水基碳原子数的影响更大。一般每增加两个碳原子，cmc下降至1/10。3）碳氢链的分支：具有同样化学组成的表面活性剂分子异构体中，直碳氢链的表面活性剂，其cmc最低，支化度越高，cmc越高。4）极性基团的位置：碳氢链相同时，极性基越靠近中间位置的，cmc越大。5）碳氢链中其他取代基的影响：碳氢链中有双键时，其cmc较饱和化合物高。在疏水链中有苯基时，一个苯基约相当于3.5个CH2基团。6）疏水链的性质：含碳氟链的表面活性剂，其cmc要比同碳原子数的碳氢链表面活性剂低得多，相应地表面活性要高得多。碳氢链中的氢被氟部分取代的表面活性剂，其cmc随被取代程度的增加而减少。7）其他因素：除表面活性剂的化学结构外，添加剂（如无机盐、极性有机物）对表面活性剂的cmc会有影响；温度对cmc也会有影响。 3、论述表面活性剂结构与性质的关系。 答：表面活性剂结构由亲水集团和亲油基团组成，分子的亲水性和亲油性，分子的形态以及分子量都影响表面活性剂的性质。1）表面活性剂的HLB越高，亲水性越高。2）亲油基团的影响：亲油基的疏水作用降低了表面张力，影响胶束的形成。3）亲水基团的影响：表面活性剂的亲水基会影响其溶解度，从而进一步影响胶束的形成，溶解度越大，临界胶束浓度越高。同时，亲水基的不同，活性剂对温度的敏感程度和受温度的影响性质的变化也不同。4）分子形态的影响：即亲水基的相对位置和亲油基团的分支情况，一般亲水基位于分子之间时，表面活性剂的润湿性能比位于分子末端强；带有分支结构的表面活性剂具有较好的润湿和渗透性能，但去污较好。5）分子量的影响：一般分子量较大的表面活性剂洗涤，分散，乳化性能好；而分子量较小的表面活性剂润湿，渗透效果好。6）表面活性剂的溶解度：对