【正文】 稱溶質的表面過剩： 溶質在表面濃度和溶液內(nèi)部濃度之差 。 （ 3） 液 —液界面：不易直接測定 。 一 、 吸附 定義：物質從一相內(nèi)部遷至界面 ， 并富集于界面的過程 。 寫出 Laplace公式并寫出 △ р與 ρ、 γ。 ② 、 當液體不能潤濕毛管壁時 ， 管內(nèi)液面呈凸形 ， 此 時 рlрg 若要保持穩(wěn)定 ， 應在內(nèi)外同一水平面上的壓力處處相等 。 ? 0p? 五 、 毛細現(xiàn)象 毛細現(xiàn)象是彎曲液面的附加壓力 △ р的作用結果 。 （ 2） 彎曲液面的附加壓力與曲率半徑成反比 。 四 、 彎曲液體表面下的附加壓力 ——Laplace公式 小面積液面的彎曲 彎曲的原因 彎曲液面受到由于表面張力作用而引起的附加壓力 。 三 、 表面張力的影響因素 表面張力與物質的本性 、 所處溫度 、 壓力等因素有關 。表面張力或表面過剩 自由能是液體重要的基本性質之一 第一節(jié) 表面張力 二 、 表面張力實驗及分析 實驗裝置 （ 如圖所示 ） 實驗現(xiàn)象分析 （ 1） 若不加外力 ， 肥皂膜因表面張力作用而縮小 。表面張力或表面過剩自 由能是液體重要的基本性質之一。 第四節(jié) 印染助劑對環(huán)保的影響 作業(yè)： 離子型 、 非離子型表面活性劑的溶解度隨溫度變化的規(guī)律分別是什么 ？ 什么是克拉夫特點和濁點 ？ 什么是生物降解性 ？ 表面活性劑有哪些一般性質 ？ 第二章 表面張力和表面吸附 導入：提問為什么肥皂泡要用力吹才能變大 ？ 自來水龍頭滴下 的水滴變成球形 ？ 一、表面張力 定義 界面：物質與物質相接觸的面稱界面。 二 、 印染工業(yè)對生態(tài)平衡的影響 （ 尤其對水的影響 ） 水體富營養(yǎng)化 。 生物活性 包括：毒性、殺菌力，且兩者相對應。 （ 4） 兩性型表面活性劑一般受 PH值變化而改變性質 。 二 、 化學穩(wěn)定性 酸、堿穩(wěn)定性 （ 1）一般陰離子表面活性劑在強酸中不穩(wěn)定：羧酸鹽易析出 游離酸；硫酸酯鹽易水解；磺酸鹽穩(wěn)定。 一、 溶解度 表面活性劑在水中溶解度的一般規(guī)律是：在一定溫度下，溶 解度隨親油基相對增大而降低。 （ 3） 硫酸酯鹽類 ROSO3M （ 4） 磷酸酯鹽類 ROPO3M 陽離子表面活性劑（應用較少） 如：季銨鹽類。 按照結構分類 分為：陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、 兩性型表 面活性劑 、非離子型表面活性劑、特殊類型等類型。當溶劑中（一般為水）加入很 少量某種物質時，就能增加表面活性，大大降低溶 劑的表面張力或液－液界面張力，改變體系的界面 狀態(tài)，從而產(chǎn)生潤濕或反潤濕、乳化或破乳、起泡 或消泡，以及增溶、凈洗等一系列作用，這種物質 就稱為表面活性劑。 一 、 表面現(xiàn)象 自然界中物質與物質相接觸的界面稱為相界面。 （ 2）有機物 草酸、酒精、甘油（丙三醇）等。這些物質都屬于助劑，其中大 部分是表面活性劑，本書我們主要討論印染工業(yè)中常 用的表面活性劑及其應用。 一、 助劑及其在紡織染整工業(yè)中的應用 定義：紡織工業(yè)從紡絲、紡紗、織布、印染到成 品的各道加工工序中，都要用到各種輔助化學品，它 賦予紡織品各種優(yōu)異的應用性能，這種輔助化學品通 稱為紡織染整助劑。 印染助劑在染整工業(yè)中的應用 潤濕、滲透、乳化、分散、洗滌、柔軟、固色、防水、防霉、 抗靜電等作用。 若為氣－液的相界面稱為表面，發(fā)生在表面的現(xiàn)象 稱為表面現(xiàn)象。（如圖 11所示） 表面活性劑的分類 圖 11 二、 表面活性劑的結構特點和表示方法 基本結構 表面活性劑是一種兩親分子 ， 既親水又親油；一端是親水 基 （ 極性的 ） ；另一端是親油基 （ 非極性的 ） ， 形成不對稱結 構 。 四、 按表面活性劑結構分類 陰離子表面活性劑 特點：價廉，與堿合用能增強去污力，織物洗后手感較好。 兩性型表面活性劑 非離子型表面活性劑 如：聚乙二醇類 、平平加等。 離子型表面活性劑 一般情況下，溫度升高，離子型表面活性劑溶解度增大， 但至一定溫度后，溶解度增加很快（ Krafft點）。而在堿液中均穩(wěn)定。 在等電點 時 ， 形成內(nèi)鹽而沉淀析出 。 如：陽離子表面活性劑中季銨鹽類毒性大，但殺菌力好。 生物降解 。 表面：物質與氣相組成的界面為表面。 分析 解釋：以液 —氣兩相界面 （ 表面 ） 為例內(nèi)層：受力對稱 ， 合外力為零 ， 所以內(nèi)部分子可以作無規(guī)則運動而不消耗功 。 （ 2） 施加外力 ， 肥皂膜受力平衡 。 表面張力與物質的本性有關 。 產(chǎn)生附加壓力的原因 （ 如圖所示 ） Laplace公式 △ р=PlPg △ р與彎曲液面曲率半徑 ρ的關系： (1)水平分力相互平衡 。 （ 3） 若液面是平的 ， 則 R＝ ， 。 ① 、 在毛細管壁潤濕時 ， 毛細管內(nèi)液面呈現(xiàn)凹半球面 。 ∴ 毛細管內(nèi)液柱必須下降 h的高度 。 已知 100℃ 時水的表面張力為 ∕m， 假設在 100℃的小滴曲率半徑為 ， 在空氣中存在一個半徑為 ， 分別求兩者的附加壓力 ？ 第二節(jié) 表面活性劑在界面上的吸附 復習：拉普拉斯公式 ， 毛細現(xiàn)象 舉例： 棕黃色的煤油和白土混合后放置一段時間 ， 發(fā)現(xiàn)上層煤 油變澄清 ， 下層沉淀的白土變 黃 。 吸附可發(fā)生在：固 液 、 氣 固 、 液 液 、 氣 液界面上 。 表面活性劑的吸附 。 單種表面活性劑吸附： （ 1） 表面張力隨濃度增加而降低 ——正吸附 。 不同類型表面活性劑混合物吸附 。L1時 ,分子就不可隨意 “ 平躺 ” ， 濃度在800 106mol 此時溶液具 有最低表面張力 。 原因：生產(chǎn)上用的表面活性劑均不是純凈物 ， 而含有雜質 時就常常出現(xiàn)表面張力的最低值現(xiàn)象 。 如圖 27 （ 3） 在陰離子表面活性劑中加入少量非離子表面活性劑 ， 也 會出現(xiàn)最低值現(xiàn)象 。 定義： 表面活性劑在固 —液界面上的吸附 ， 就是表面活性劑分子或 離子自溶液中移遷至固 —液界面并富集于界面的過程 ， 與液 — 液界面吸附相似 ， 但固體不能流動 ， 所以不能通過表面張力計 算吸附量；可通過計算單位固體中的吸附前后濃度的改變來計 算吸附量 。 例 :離子交換吸附如圖 29 表面活性劑溶液的吸附等溫線 。 由圖知：雖有差異 ， 但共同點：在濃度較稀時吸附量上升較 快 ， 至一定值后 ， 吸附量變化不大 ， 最后趨于飽和值 。 （ 2） 溫度： a、 離子型表面活性劑： T升高 ， 溶解度增大 ， 親水性增大 ， 吸附于固體上的趨勢減小 ， 從而吸附量增大 。 pH值較低時 ， 陰離子表面活性劑吸附增強 。 （ 5） 吸附劑的表面性質 （ 6） 電解質 表面活性劑吸附對固體表面性質的影響 （ 1） 改變了固體質點在溶液中的分散性質 。 作業(yè)： 什么是溶質的表面吸附量 、 吸附等溫線 ？ 從吸附等溫線上可以看出的共同規(guī)律是什 么 ？ 溫度對吸附產(chǎn)生怎樣的影響 ？ 什么是表面張力最低值現(xiàn)象 ， 其意義是什 么 ？ 第三章 表面活性劑在溶液的表面活性 復習： 表面張力的定義 、 計算附加壓力的公式 。表面張力和 溶液濃度的相互關系中 ,當濃度較低時 ,表面張力隨表面活 性劑濃度增加而降低很快 ,但濃度升至一定值后 ,隨濃度增 加 ,表面張力變化不大。 （ 成 團結構稱膠束 ） 。 （ 1）電導：描述導體導電能力大小的物理量。 SlRA??1/GR?1 sAGl??? l sA 離子型表面活性劑在水中可電離出正 、 負離子形式 ， 與無 機鹽溶液一致： （ 1） 在濃度極稀時 ， 兩者相似 ， 電導率與濃度呈線性關系； （ 2）但隨著濃度的上升，無機鹽仍是電導率與濃度呈線性 關系；而離子型表面活性劑則與無機鹽有明顯差異，電導率隨 濃度改變有一轉折點，而且隨碳鏈（親油基）的縮短，發(fā)生轉 折點的濃度越高，且越來越接近于無機鹽。 溶解度 （ 1） 離子型表面活性劑的溶解度與溫度的關系 。 一般化合物稀溶液是理想的 ， 而表面活性劑不同 ， 其稀溶 液中表現(xiàn)出極大非理想性 ， 導致稀溶液與濃溶液有較大差異 。 （ 1） 定義：在溶劑中完全不溶或者微溶的物質 ， 借助于添加表 面活性劑而得到溶解 ， 并成為熱力學上穩(wěn)定的 溶液 ， 這種現(xiàn)象 稱增溶性 。 ②“ 干洗 ” 中 ， 表面活性劑在非水溶劑中對油污發(fā)生增溶作用 ， 從而有效地去除污垢 。 復習：表面活性劑溶液性質 隨濃度而改變時，基本上所有性 能在一特定濃度均會發(fā)生突變離 子型、非離子型表面活性劑溶液 的界面張力（表面張力）隨濃度 變化的關系曲線。 水中的表面活性劑相互聚集 ， 疏水基相互靠攏 ， 開始形成膠束 。 定義：表面活性劑在溶液中形成膠束時的濃度 ， 稱為臨界 膠束濃度 。 重要意義： 表面活性劑的 cmc是一個很重要的特征數(shù)據(jù) ， 表面活性劑 的許多性能和應用條件都與 cmc有關 。 圖 （ a） 為使其疏水基不被排斥 ， 它的分子就不停轉動 ， 可通過兩個途徑尋求獲 得體系的穩(wěn)定 。 如圖 （ d） 分類 。 四 、 膠束的結構形狀 。 （ 1） 此結構使大量的表面活性分子內(nèi)疏水基與水接觸面積縮小 ， 有更高的熱力學穩(wěn)定性 。 所 以 ， 當膠束靠攏時 ， 勢必造成體系自由能增加 。 膠束的形狀與大小關系 。 表面活性劑溶液的濃度只有稍高于它的臨界膠束濃度時 ， 才 能充分顯示其作用 。 二 、 表面活性劑化學結構和臨界膠束濃度 （ 內(nèi)因 ） 表面活性劑碳氫鏈 （ 1） 同系列表面活性劑在親水基相同情況下 ， cmc值隨疏水基 的碳鏈增長而降低 。 ③ 兩性表面活性劑每增加四個 C， cmc降至 1/100。 ④ 親水基處于疏水基鏈中間 ， cmc↑。 cmc比較：兩性表面活性劑 ≈離子型表面活性劑 非離子型表面 活性劑 。L1 C12H25SO4－ Na+ cmc為 103mol 二 、 外界因素對表面活性劑 cmc的影響 。 不同類型表面活性劑 cmc最低值所處溫度是不同的 。 電解質 通常：在表面活性劑溶液中 ， 加入無機電解質 ， 使 cmc↓。 （ 2） 較大濃度時才對 cmc影響的有機物：如尿素 、 低碳醇等 。 PH值對兩性表面活性劑的 cmc影響較大 ， 試驗表明： pH↑， cmc↓。 表面張力單位 mN/m。 （ 3） 親水基接在分子中間 ， 濃度 ↑， 效率 ↓。 （ 5） 非離子型表面活性劑 聚氧乙稀醚 ， （ OCH2CH2） n n為氧乙稀數(shù)目 ， n↑， 濃度 ↑，效率 ↓。 （ 2） 表面活性劑溶液電性質的影響 對離子型表面活性劑 ， 在表面活性劑溶液中加入電解質 ，由于雙電層的影響 ， 使得效能增加 。 如：增加疏水鏈支化度；親水基處于分子中間；增加不 飽和度 。 第二節(jié) 表面活性劑的親疏平衡值 復習：表面活性劑降低表面張力的效率 、 效能及其分別的影響 因素 （ 提問 ） 引入：表面活性劑是一種兩親分子 ， 兩種基團彼此相互影響 、 相互聯(lián)系 ， 對表面活性劑的各項性能起著決定作用 。 意義：反映表面活性劑分子結構中親水性和疏水性的良好匹 配 ， 即親水親油間的平衡關系 。 （ 2） 當疏水基相同時 ， 由于親水基種類繁多 ， 不同表面活 性劑親水基就不同 ， 所以親水性也不同 。 （ 二 ） HLB值的計算 非離子型表面活性劑 HLB值的計算 （ 1） 格里芬導出： HLB=100/5（ 1 Mo/ M） 式中： Mo－ 疏水基的相對分子