表面活性劑應(yīng)用導論-第2章表面活性劑的作用原理(已修改)
2025-05-12 06:40 本頁面
【正文】 表面活性劑應(yīng)用導論 — 第 2章 ? 輕化工程專業(yè) ? 丁斌 第 2章 表面活性劑的基本原理 ? 表面活性劑膠束 ? 表面活性劑結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系 自聚 ? 表面活性劑在界面上吸附一般為單分子層，當表面吸附達到飽和時， 表面活性劑分子不能繼續(xù)在表面富集，而疏水基的疏水作用仍竭力促使其逃離水環(huán)境，為滿足這個條件，表面活性劑分子在溶液內(nèi)自聚，即疏水基向里靠在一起形成內(nèi)核，遠離水環(huán)境；而親水基朝外與水相接觸。 臨界膠束濃度簡稱 CMC 表面活性劑在水中隨著濃度增大，表面上聚集的活性劑分子形成定向排列的緊密單分子層，多余的分子在體相內(nèi)部也三三兩兩的以憎水基互相靠攏，聚集在一起，即形成所謂的膠束。 這開始形成膠束的最低濃度稱為臨界膠束濃度。 這時溶液性質(zhì)與理化性質(zhì)發(fā)生偏離，在表面張力對濃度繪制的曲線上會出現(xiàn)轉(zhuǎn)折。繼續(xù)增加活性劑濃度，表面張力不再降低，而體相中的膠束不斷增多、增大。 CMC的定義 臨界膠束濃度 臨界膠束濃度 ? 在 cmc 附近，除表面張力外，表面活性劑的其它很多性能也發(fā)生了變化（如圖）。 測定臨界膠束濃度的方法 ? 目前，測定臨界膠束濃度的方法主要有表面張力法、電導法、增溶作用法、光散射法和染料法等。 測定臨界膠束濃度的方法 ? 1）表面張力法 ? 表面活性劑水溶液的表面張力開始時隨溶液濃度的增加急劇下降，到達一定濃度（即 cmc）后則變化緩慢或者不再變化，以表面張力對濃度的對數(shù)作圖得到曲線，曲線的轉(zhuǎn)折點所對應(yīng)的表面活性劑的濃度即為臨界膠束濃度。 臨界膠束濃度的測定 ? 2）電導法 ? 是適用于測定離子型表面活性劑臨界膠束濃度的方法。測定表面活性劑溶液不同濃度時的電阻，計算出電導率或摩爾電導率，作電導率或摩爾電導率對濃度的地關(guān)系曲線，其轉(zhuǎn)折點即為表面活性劑的臨界膠束濃度。 臨界膠束濃度的測定 ? 3）增溶作用法 ? 是利用烴類或某些染料等不溶或低溶解度的物質(zhì)在表面活性劑溶液中溶解度的變化測定臨界膠束濃度的方法。當表面活性劑的濃度超過臨界膠束濃度并形成膠束時，烴類或不溶染料的溶解度急劇增加，根據(jù)溶液的濁度的變化即可比較容易地測定出臨界膠束濃度。 臨界膠束濃度的測定 ? 4）染料法 ? 這種方法是利用某些染料的顏色或熒光在水中和膠團中具有明顯的差別。其關(guān)鍵是根據(jù)表面活性劑的性質(zhì)選擇顏色或熒光變化的染料，以提高測定的精確性，一般要求染料離子與表面活性劑離子的電荷相反。 臨界膠束濃度的測定 ? 5）光散射法 ? 通常表面活性劑在溶液中締合成膠束時，溶液的散射光強度增加，由此可從溶液光散射 濃度圖的突變點求出臨界膠束濃度。 影響臨界膠束濃度的因素 ? 1）碳氫鏈的長度 ? 表面活性劑疏水基中碳原子數(shù)增加，碳鏈加長，其臨界膠束濃度降低，這種規(guī)律可由下述經(jīng)驗公式表示： ? lg cmc =ABm ? 式中， m為碳氫鏈的碳原子
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