【文章內(nèi)容簡介】 主目錄 O返回常用表面活性劑類型陰離子表面活性劑RCOONa 羧酸鹽ROSO3Na 硫酸酯鹽RSO3Na 磺酸鹽ROPO3Na2 磷酸酯鹽2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回常用表面活性劑類型陽離子表面活性劑RNH2HCl 伯胺鹽 CH3 |RNHCl 仲胺鹽 | H CH3 |RNHCl 叔胺鹽 | CH3 CH3 |RN+CH3Cl 季胺鹽 | CH32023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回常用表面活性劑類型兩性表面活性劑RNHCH2CH2COOH 氨基酸型 CH3 |RN+CH2COO 甜菜堿型 | CH32023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回常用表面活性劑類型R(C6H4)O(C2H4O)nH烷基酚聚氧乙烯醚非離子表面活性劑 R2N(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基胺RCONH(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基酰胺RCOOCH2(CHOH)3H多元醇型RO(CH2CH2O)nH脂肪醇 聚氧乙烯醚2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回表面活性劑效率和有效值表面活性劑效率 使水的表面張力明顯降低所需要的 表面活性劑的濃度 。顯然，所需濃度愈低，表面活性劑的性能愈好。表面活性劑有效值 能夠 把水的表面張力降低到的最小值 。顯然，能把水的表面張力降得愈低，該表面活性劑愈有效。 表面活性劑的效率與有效值在數(shù)值上常常是相反的。例如，當(dāng)憎水基團(tuán)的鏈長增加時，效率提高而有效值降低。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回膠束 (micelle) 表面活性劑是兩親分子。溶解在水中達(dá)一定濃度時，其非極性部分會自相結(jié)合，形成聚集體，使憎水基向里、親水基向外， 這種多分子聚集體稱為膠束。 隨著親水基不同和濃度不同，形成的膠束可呈現(xiàn) 棒狀 、 層狀或球狀等 多種形狀。 2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回膠束 (micelle)2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回膠束 (micelle)2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回膠束 (micelle)2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回膠束 (micelle)2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回臨界膠束濃度 (critical micelle concentration) 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，聚集在一起形成膠束， 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)與理想性質(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。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回臨界膠束濃度 (critical micelle concentration)2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回親水親油平衡 (hydrophilelipophile balance) 表面活性劑都是兩親分子，由于親水和親油基團(tuán)的不同，很難用相同的單位來衡量，所以Griffin提出了用一個相對的值即 HLB值來表示表面活性物質(zhì)的親水性。對非離子型的表面活性劑， HLB的計算公式為：HLB值 = 親 水基質(zhì)量親水基質(zhì)量 +憎水基質(zhì)量 100/5例如：石蠟無親水基，所以 HLB=0 聚乙二醇，全部是親水基， HLB=20。其余非離子型表面活性劑的 HLB值介于 0～ 20之間。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回親水親油平衡 (hydrophilelipophile balance) 根據(jù)需要，可根據(jù) HLB值選擇合適的表面活性劑。例如： HLB值在 2～ 6之間，可作油包水型的乳化劑； 8～ 10之間作潤濕劑； 12～ 18之間作為水包油型乳化劑。HLB值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 | |———| |——| |——| |——| | 石蠟 W/O乳化劑 潤濕劑 洗滌劑 增溶劑 | |————| 聚乙二醇 O/W乳化劑2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回表面活性劑的重要作用 表面活性劑的用途極廣，主要有五個方面： 表面活性劑可以降低液體表面張力，改變接觸角的大小，從而達(dá)到所需的目的。 例如，要農(nóng)藥潤濕帶蠟的植物表面，要在農(nóng)藥中加表面活性劑； 如果要制造防水材料，就要在表面涂憎水的表面活性劑，使接觸角大于 90176。 。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回表面活性劑的重要作用 “ 泡 ” 就是由液體薄膜包圍著氣體。有的表面活性劑和水可以形成一定強度的薄膜，包圍著空氣而形成泡沫，用于浮游選礦、泡沫滅火和洗滌去污等，這種活性劑稱為 起泡劑 。 也有時要使用 消泡劑 ，在制糖、制中藥過程中泡沫太多，要加入適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┙档捅∧姸龋龤馀?，防止事故?023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回表面活性劑的重要作用2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回表面活性劑的重要作用 非極性有機物如苯在水中溶解度很小，加入油酸鈉等表面活性劑后，苯在水中的溶解度大大增加，這稱為增溶作用。 增溶作用與普通的溶解概念是不同的，增溶的苯不是均勻分散在水中，而是分散在油酸根分子形成的膠束中。 經(jīng) X射線衍射證實，增溶后各種膠束都有不同程度的增大，而整個溶液的的依數(shù)性變化不大。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回表面活性劑的重要作用 一種或幾種液體以大于 107m直徑的液珠分散在另一不相混溶的液體之中形成的 粗分散 體系稱為乳狀液。 要使它穩(wěn)定存在必須加乳化劑。根據(jù)乳化劑結(jié)構(gòu)的不同可以形成以水為連續(xù)相的 水包油 乳狀液 (O/W)， 或以油為連續(xù)相的 油包水 乳狀液 (W/O)。 有時為了破壞乳狀液需加入另一種表面活性劑，稱為 破乳劑 ，將乳狀液中的分散相和分散介質(zhì)分開。例如原油中需要加入破乳劑將油與水分開。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回表面活性劑的重要作用 洗滌劑中通常要加入多種輔助成分，增加對被清洗物體的潤濕作用，又要有起泡、增白、占領(lǐng)清潔表面不被再次污染等功能。 其中占主要成分的表面活性劑的去污過程可用示意圖說明：，對油污潤濕性能差，不容易把油污洗掉。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回表面活性劑的重要作用，憎水基團(tuán)朝向織物表面和吸附在污垢上，使污垢逐步脫離表面。泡沫浮到水面后被去除，潔凈表面被活性劑分子占領(lǐng)。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回浮游選礦 首先將粗礦磨碎，傾入浮選池中。在池水中加入捕集劑和起泡劑 等表面活性劑。 攪拌并從池底鼓氣，帶有有效礦粉的氣泡聚集表面，收集并滅泡濃縮，從而達(dá)到了富集的目的。 不含礦石的泥砂、巖石留在池底，定時清除。 2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回浮游選礦浮游選礦的原理圖 選擇合適的捕集劑，使它的親水基團(tuán)只吸在礦砂的表面，憎水基朝向水。 當(dāng)?shù)V砂表面有 5%被捕集劑覆蓋時，就使表面產(chǎn)生憎水性，它會附在氣泡上一起升到液面，便于收集。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回乳狀液類型 簡單的乳狀液通常分為兩大類。習(xí)慣上將不溶于水的有機物稱油，將不連續(xù)以液珠形式存在的相稱為內(nèi)相，將連續(xù)存在的液相稱為外相。 ，用 O/W表示。內(nèi)相為油，外相為水，這種乳狀液能用水稀釋，如牛奶等。 乳狀液 ，用 W/O表示。內(nèi)相為水，外相為油，如油井中噴出的原油。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回乳狀液類型檢驗水包油乳狀液加入水溶性染料如亞甲基藍(lán)，說明水是連續(xù)相。加入油溶性的染料紅色蘇丹Ⅲ ，說明油是不連續(xù)相 。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回固體表面的吸附固體表面的特性吸附劑和吸附質(zhì)吸附量的表示吸附量與溫度、壓力的關(guān)系吸附等溫線的類型毛細(xì)凝聚現(xiàn)象研究氣體吸附實驗的方法靜態(tài)法（重量法、容量法）動態(tài)法2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回固體表面的吸附吸附等溫線吸附等壓線Langmuir吸附等溫式吸附等量線Freundlich吸附等溫式BET吸附等溫式物理吸附化學(xué)吸附物理吸附向化學(xué)吸附的轉(zhuǎn)變吸附熱2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回固體表面的特性 固體表面上的原子或分子與液體一樣，受力也是不均勻的，而且不像液體表面分子可以移動，通常它們是定位的。 固體表面是不均勻的，即使從宏觀上看似乎很光滑，但從原子水平上看是凹凸不平的。 同種晶體由于制備、加工不同，會具有不同的表面性質(zhì)，而且實際晶體的晶面是不完整的，會有晶格缺陷、空位和位錯等。 正由于固體表面原子受力不對稱和表面結(jié)構(gòu)不均勻性，它可以 吸附氣體或液體分子 ，使表面自由能下降。而且不同的部位吸附和催化的活性不同。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回吸附劑和吸附質(zhì) (adsorbent,adsorbate) 當(dāng)氣體或蒸汽在固體表面被吸附時，固體稱為吸附劑，被吸附的氣體稱為吸附質(zhì)。 常用的吸附劑有： 硅膠、分子篩、活性炭等 。 為了測定固體的比表面，常用的吸附質(zhì)有： 氮氣、水蒸氣、苯或環(huán)己烷的蒸汽等 。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回吸附量的表示 吸附量通常有兩種表示方法：(2)單位質(zhì)量的吸附劑所吸附氣體物質(zhì)的量。(1)單位質(zhì)量的吸附劑所吸附氣體的體積。體積要換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況 (STP)2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回吸附量與溫度、壓力的關(guān)系 對于一定的吸附劑與吸附質(zhì)的體系，達(dá)到吸附平衡時，吸附量是溫度和吸附質(zhì)壓力的函數(shù)，即： 通常固定一個變量，求出另外兩個變量之間的關(guān)系，例如：(1)T=常數(shù)， q = f (p)， 得吸附等溫線。(2)p=常數(shù)， q = f (T)， 得吸附等壓線。(3)q=常數(shù)， p = f (T)， 得吸附等量線。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回吸附等溫線的類型 從吸附等溫線可以反映出吸附劑的表面性質(zhì)、孔分布以及吸附劑與吸附質(zhì)之間的相互作用等有關(guān)信息。 常見的吸附等溫線有如下 5種類型： (圖中 p/ps稱為 比壓 ， ps是吸附質(zhì)在該溫度時的飽和蒸汽壓， p為吸附質(zhì)的壓力 )2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178?；刂髂夸?O返回吸附等溫線的類型(Ⅰ) 在 吸附劑上的吸附等溫線屬于這種類型。例如 78K時 N2在活性炭上的吸附及水和苯蒸汽在分子篩上的吸附。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回吸附等溫線的類型(Ⅱ) 常稱為 S型等溫線。吸附劑孔徑大小不一，發(fā)生多分子層吸附。在比壓接近 1時，發(fā)生毛細(xì)管和孔凝現(xiàn)象 。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)容 ?下一內(nèi)容 178。回主目錄 O返回吸附等溫線的類型(Ⅲ) 這種類型較少見。當(dāng)吸附劑和吸附質(zhì)相互作用很弱時會出現(xiàn)這種等溫線，如352K時， Br2在硅膠 上的吸附。2023/3/9 星期二?上一內(nèi)