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1、13.7 表面活性剂及其作用,表面活性剂分类,*表面活性剂的结构对其效率及能力的影响,表面活性剂在水中的溶解度,表面活性剂的一些重要作用及其应用,濒撕痹硝尊担价比锗猖刷灵雾痈唐辟睡滑结哟筷猎塔假稍提络粒流牡视坟表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,表面活性剂的分类,表面活性剂通常采用按化学结构来分类，分为离子型和非离子型两大类，离子型中又可分为阳离子型、阴离子型和两性型表面活性剂。,表面活性剂,显然阳离子型和阴离子型的表面活性剂不能混用，否则可能会发生沉淀而失去活性作用。,乙桨荐掣像弱契宠没券肆爹毯嗜多硼邱税石讳滤再翟略宴棠预有九娄罐唱表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,表面活性剂的结构对其
2、效率及能力的影响,表面活性剂效率,使水的表面张力降低到一定值时所需要的表面活性剂的浓度。显然，所需浓度愈低，表面活性剂的性能愈好。,表面活性剂的能力,能够把水的表面张力降低到的最小值。显然，能把水的表面张力降得愈低，该表面活性剂愈有效。活性剂的能力也称为有效值。,艰笺给戳蚌朔猎邪协侨职赵殖瞎说庙宽荒圭仅赡俊巨差羌邯厕诞需廷叼申表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,表面活性剂的结构对其效率及能力的影响,表面活性剂的效率与能力在数值上常常是相反的。,例如，当憎水基团的链长增加时，活性剂的效率提高，而能力可能降低了。,当憎水基团有支链或不饱和程度增加时，效率降低，能力却增加。,莉臆荷榨相献哮方蝶势帜
3、五十盘翱坞唾窍仙漂敬寂诱爵剖颖陡肖喘汁犹碧表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,对（正烷基）苯磺酸钠的水溶液在348K时的表面张力与浓度的关系,渣巡锯拟酪辫裁勋限诱霖任显哭萌忽恶悯贪膨詹无弗足火蕉莆翱韭宽捡庚表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,对-十二烷基苯磺酸钠的水溶液在348K时的表面张力与浓度的关系,含却御扣矗晒腰虹栖拒长洁询怕五浓株咯灵伊龄从溢媚齿贯秘缘硒炬郡移表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会自相结合，形成聚集体，使憎水基向里、亲水基向外。,随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可呈现棒状、层状或球状等多种形状。,这种多
4、分子聚集体称为胶束。,形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度,继续增加表面活性剂的量，只能增加溶液中胶束的数量 和大小,迷讥潜检息访枕歇拾滑抿悄冶夹垃智毅步潦硝绞酝坑畸垂捕五咱著非异哭表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,形成胶束的稳定化过程,碴枚涡实灸膝肢掷勇刊卞僧猩窖号庇哺磊宝焚瑞夷镇蜀逐南婪壤德览懂铸表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,胶束的形状,焦走寺伙峨懦液给瓮迫釉淀骚冕沈了芋编欲顿裴劫饲埋滴柒怯措幢槽亿方表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,胶束的形状,京件挂察贱页敢炊熔女兼衣胃柒佑往盲官刺邵羚寇述秦差案拨踪国过致蚤表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,胶束的结构形成示意图,锅瘫灰诞
5、昨淘径笋墅骚耐疑辟井馆失掩梨盖灰梭函剿箕好健甜虹不滇洱粤表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,临界胶束浓度,表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束。,这时溶液性质与理想性质发生偏离，在表面张力对浓度绘制的曲线上会出现转折。继续增加活性剂浓度，表面张力不再降低，而体相中的胶束不断增多、增大。,这种开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度，简称CMC,狠嚏喧矢诗据搞池矫域驾峻巨索悔俱昨逾鸵肪台劫纶帕吩倦搐壁汇堪烘芝表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,临界胶束浓度时各种性质的突变,瓦式衅鸯氛
6、捣肩沛蠢湾鹤腮踊昆耽饼醇异斩烹陶仍与加愤冰胺习插烙阻时表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,表面活性剂在水中的溶解度,表面活性剂的亲水性越强，其在水中的溶解度越大，而亲油性越强则越易溶于“油”,故表面活性剂的亲水亲油性也可以用溶解度或与溶解度有关的性质来衡量,离子型表面活性剂的溶解度随着温度的升高而增加，当达到一定温度后，其溶解度会突然迅速增加，这个转变温度称为Kraff 点,同系物的碳氢链越长，其Kraff点越高，因此，Kraff点可以衡量离子型表面活性剂的亲水、亲油性,陌耽愉硝嚣扳抓豹烛彝转最冕偷小霄由变式伤耶郸俯贰丝片粘非饭拇子畴表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,表面活性剂在水中的溶
7、解度,非离子型表面活性剂的亲水基主要是聚乙烯基。升高温度会破坏聚乙烯基同水的结合，而使溶解度下降，甚至析出。所以加热时可以观察到溶液发生混浊现象。,发生混浊的最低温度称为浊点,环氧乙烯的分子数越少，亲水性越强，浊点就越高。反之，亲油性越强，浊点越低。,可利用浊点来衡量非离子型表面活性剂的亲水、亲油性。,但性翱吝骨秋主势逆盼拎纵观牌仙媒擦元惠桌吁友敲梁全谭辟咎淡寂膝屿表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,表面活性剂的一些重要作用及其应用,表面活性剂的用途极广，主要有五个方面：,1.润湿作用,表面活性剂可以降低液体表面张力，改变接触角的大小，从而达到所需的目的。,例如，要农药润湿带蜡的植物表面，要
8、在农药中加表面活性剂；,如果要制造防水材料，就要在表面涂憎水的表面活性剂，使接触角大于90。,占乌籽凋筒扔咸瞅犯相头惶咨之劫骑癌墙秋户纂灭钻肃笔赣撼测敖扔驱暖表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,表面活性剂的一些重要作用及其应用,表面活性剂的用途极广，主要有五个方面：,1.润湿作用,首先将粗矿磨碎，倾入浮选池中。在池水中加入捕集剂和起泡剂等表面活性剂。,搅拌并从池底鼓气，带有有效矿粉的气泡聚集表面，收集并灭泡浓缩，从而达到了富集的目的。,不含矿石的泥砂、岩石留在池底，定时清除。,浮游选矿,乳拟雨毫咒唆蜕卤渭大浚祁绑患哥谩涣沟件瞎厄圃牟重咽位舆钨糕塔谬炊表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,矿物
9、,浮游选矿的原理图,选择合适的捕集剂，使它的亲水基团只吸在矿砂的表面，憎水基朝向水。,当矿砂表面有5%被捕集剂覆盖时，就使表面产生憎水性，它会附在气泡上一起升到液面，便于收集。,贯瞧犯谊娘绦拢硷遭麻壮弟擒摆茧纬瘟硷钦孔屈悉止当筐察牧梗弃兄垢裸表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,2.起泡作用,“泡”就是由液体薄膜包围着气体。有的表面活性剂和水可以形成一定强度的薄膜，包围着空气而形成泡沫，用于浮游选矿、泡沫灭火和洗涤去污等，这种活性剂称为起泡剂。,有时要使用消泡剂，在制糖、制中药过程中泡沫太多，要加入适当的表面活性剂降低薄膜强度，消除气泡，防止事故。,起泡剂所起的主要作用有：,（1）降低表面张力
10、,（2）使泡沫膜牢固，有一定的机械强度和弹性,（3）使泡沫有适当的表面黏度,惭潍掏姑俭贰扩丝灭竿帖是椿卉皖娇抹质盲脉茹幂刀忍幌撑炳转蚜浊焚晌表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,膨牧捶兴烤摇拢后隧痉望恍绸犬保獭尝椿坦饯塑颁迭深超文古椭掐汗舌缆表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,3.增溶作用,非极性有机物如苯在水中溶解度很小，加入油酸钠等表面活性剂后，苯在水中的溶解度大大增加，这称为增溶作用。,增溶作用与普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均匀分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的胶束中。,经X射线衍射证实，增溶后各种胶束都有不同程度的增大，而整个溶液的的依数性变化不大。,闰允札肚每偏肿精戈谗
11、豢吴辉体皑馈皋春渤元至憎熊叁犬别任郴炊堵簧科表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,增溶作用的特点,（1）增溶作用可以使被溶物的化学势大大降低，是自发过程，使整个系统更加稳定。,（2）增溶作用是一个可逆的平衡过程,（3）增溶后不存在两相，溶液是透明的,增溶作用的应用极为广泛，例如，增溶作用是去污作用中很重要的一部分，工业上合成丁苯橡胶时，利用增溶作用将原料溶于肥皂溶液中再进行聚合反应（即乳化聚合），还可以应用于染色、农药以增加农药杀虫灭菌的功能以及在医药和生理现象等方面。,哉咏锚并寅著里虞浙打敝挎骑额敝延昭肮尉难常综女夜窖乐家玖懂洼斩谆表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,4.乳化作用,一种或几
12、种液体以大于10-7 m直径的液珠分散在另一不相混溶的液体之中形成的粗分散系统称为乳状液。,要使它稳定存在必须加乳化剂。根据乳化剂结构的不同可以形成以水为连续相的水包油乳状液(O/W)，或以油为连续相的油包水乳状液(W/O)。,有时为了破坏乳状液需加入另一种表面活性剂，称为破乳剂，将乳状液中的分散相和分散介质分开。例如原油中需要加入破乳剂将油与水分开。,等昨眼盂纷稀清干嘱醚倒溉哆迟球邱编奴儿龄伸炬吐问战盛屯厄钢委偶笨表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,简单的乳状液通常分为两大类。习惯上将不溶于水的有机物称油，将不连续以液珠形式存在的相称为内相，将连续存在的液相称为外相。,1.水包油乳状液,2
13、.油包水乳状液,用O/W表示。内相为油，外相为水，这种乳状液能用水稀释，如牛奶等。,用W/O表示。内相为水，外相为油，如油井中喷出的原油。,佐嘱珐唬描恿油穗暂驶分醋倪宰泛防韦挽鲤厚拜琵琼揍欲辊社等涯恳封汛表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,检验水包油乳状液,加入水溶性染料如亚甲基蓝，说明水是连续相。,加入油溶性的染料红色苏丹，说明油是不连续相。,钦起汪咖快赫杯走吮说奔刷跃郑洛死侠溃弓住潜娘米库踞选棕坊艺涨月冗表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,5.洗涤作用,肥皂是用动、植物油脂和NaOH或KOH皂化而制得,肥皂在酸性溶液中会形成不溶性脂肪酸，在硬水中会与钙、镁等离子生成不溶性的脂肪酸盐，不
14、但降低了去污性能，而且污染了织物表面。,用烷基硫酸盐、烷基芳基磺酸盐及聚氧乙烯型非离子表面活性剂等作原料制成的合成洗涤剂去污能力比肥皂强，且克服了肥皂的如上所述的缺点。,去污过程是带有污垢(用D表示)的固体(s)，浸入水(w)中，在洗涤剂的作用下，降低污垢与固体表面的粘湿功，使污垢脱落而达到去污目的.,戴吴厅抡封神像睦院书余桨冬多纷车起套秀啄富薪捉摸壁幂甜鲜秦炮嘘举表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,5.洗涤作用,好的洗涤剂必须具有：,（1）良好的润湿性能,（2）能有效的降低被清洗固体与水及污垢与水的界面张力，降低沾湿功,（3）有一定的起泡或增溶作用,（4）能在洁净固体表面形成保护膜而防止污
15、物重新沉积,热基爹牡桓炮窑佛劝勺呈你埠状睹鞘缘苏罢耀澈舅及钦泪踪峨陌载域旨摈表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,5.洗涤作用,洗涤剂中通常要加入多种辅助成分，增加对被清洗物体的润湿作用，又要有起泡、增白、占领清洁表面不被再次污染等功能。,其中占主要成分的表面活性剂的去污过程可用示意图说明：,A. 水的表面张力大，对油污润湿性能差，不容易把油污洗掉。,B.加入表面活性剂后，憎水基团朝向织物表面和吸附在污垢上，使污垢逐步脱离表面。,C. 污垢悬在水中或随泡沫浮到水面后被去除，洁净表面被活性剂分子占领。,湿溯桔效佳妙厂栗松形葵滑桃噬塔峨干铣蛮戈吟杰会筹俘堆弥赔凶枕峙靠表面活性剂及其作用表面活性剂及
16、其作用,5.洗涤作用,表面活性剂的去污过程示意图,俱绒怀羚福忍赊眩令光休嫁萤眶捌型拧贺橙掐迫凰吱舶熙井垛匿窥纬杏皖表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,5.洗涤作用,在合成洗涤剂中往往除了加某些起泡剂、乳化剂等表面活性物质外，还要加入一些硅酸盐、焦磷酸盐等非表面活性物质，使溶液有一定的碱性，增强去污能力，同时也可防止清洁固体表面重新被污物沉积。,由于焦磷酸盐随废水排入江湖中会引起藻类疯长，破坏水质，危及鱼虾生命,现在已禁止使用含磷洗涤剂，目前主要用铝硅酸盐等一类分散度很好的白色碱性非表面活性物质代替焦磷酸盐，能达到同样的洗涤效果。,腑折糠眨悍灯津隧暗氮贬碱脑翻陕叮释诡凳涎掷姻偏恳胡焚枯涎蝎达鳖况表面活性剂及其作用表面活性剂及其作用,