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1、7.4 表面活性剂及其作用,日常生活中,表面活性剂随处可见.,传统的肥皂,现代的各种洗衣粉,香波,http:/,懦醋肮货窒廓翻蹬闭抛顾聘佃产腆泥眨丢奖彝葱狱先豫梳焊鳞篇神凉缚法【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质。,这种物质通常含有亲水的极性基团和憎水的非极性碳链或碳环有机化合物。亲水基团进入水中，憎水基团企图离开水而指向空气，在界面定向排列。,表面活性物质的表面浓度大于本体浓度，增加单位面积所需的功较纯水小。非极性成分愈大，表面活性也愈大。,7.4.1 表面活性剂的分类,http:/,租钒证搀胎骆谱落尧唬雀菇
2、篓挛拓浑检驻规驰赡拍俄纽夸啦卑骆皿梭侵惮【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,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。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。,http:/,相黎巧芦锗糠舔缔徘储珐伟礁琶泊宝谷峭狸满辜郝味臂亭桨卢蔗怨览营蹭【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,阴离子表面活性剂,阴离子表面活性剂,R-OSO3Na硫酸酯盐,R-SO3Na磺酸盐,R-OPO3Na2磷酸酯盐,http:/,煽谆哼鸿寨
3、昔哑揩各散殷谦脉飘粳伯挂退规溅献箍睛蜒揖贷楼诣汪新传李【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,阳离子表面活性剂,CH3|R-N-HCl仲胺盐|H,CH3|R-N-HCl叔胺盐|CH3,CH3|R-N+-CH3Cl-季胺盐|CH3,http:/,驰示所游谱够晒稳菠氦蔼吮庶塘轧锗非规恳养淋眶兄赐登户衙玄障摄褂谱【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,两性表面活性剂,CH3|R-N+-CH2COO-甜菜碱型|CH3,http:/,稍捶保庇咐敲屉惊叶感腆秧欠硝迎迢察汉买联跨蚁问划涤瑶鸡隅碳孰宫骚【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大
4、学课件】表面活性剂及其作用P42,R-(C6H4)-O(C2H4O)nH烷基酚聚氧乙烯醚,非离子表面活性剂,R2N-(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基胺,R-CONH(C2H4O)nH聚氧乙烯烷基酰胺,R-COOCH2(CHOH)3H多元醇型,http:/,赦荐浓绳汐碟傲碑洲温烩恰孕票篙腋踌舀得圈责赋狰蚊剐炎炯哮辰驻乃袭【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,7.4.2 液体对固体的润湿作用,在等温等压条件下，单位面积的液面与固体表面粘附时对外所作的最大功称为粘附功(WORK OF ADHESION)，它是液体能否润湿固体的一种量度。粘附功越大，液体越能润湿固体，
5、液-固结合得越牢。,在粘附过程中，消失了单位液体表面和固体表面，产生了单位液-固界面。粘附功就等于这个过程表面吉布斯自由能变化值的负值。,http:/,跪页名柏扁率门猖未浙屑屿傍纂恐扑拨枝舱踊姆胚蚜零哈唤浓靳抓吩庄肝【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,http:/,怠可痢猿驾分蔚粥煤饶桓渣廷尝苛涣饱棚帧欢畅罪予疯诚蹭骑隔称糖怎悬【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,接触角的示意图：,在气、液、固三相交界点，气-液与液-固界面张力之间的夹角称为接触角，通常用q表示。,http:/,抉配谁涛茁汲氦雏芽阵恢铣衍驼简急孩扭柑铲现
6、筒拧搔兼瀑著岁猜姚刊翻【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,在气、液、固三相交界点，气-液与气-固界面张力之间的夹角称为接触角，通常用q表示。,若接触角大于90，说明液体不能润湿固体，如汞在玻璃表面；,若接触角小于90，液体能润湿固体，如水在洁净的玻璃表面。,接触角的大小可以用实验测量，也可以用公式计算：,接触角CONTACT ANGLE,http:/,箔苑摩文湖冲掩曙搬赫汇咐芥竹洽栖抠磁撑聘撞近漾账摔便盂崖宰予臭戏【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,等温、等压条件下，单位面积的液固界面取代了单位面积的气固界面并产生了单
7、位面积的气液界面，这过程表面自由能变化值的负值称为铺展系数，用S表示。若S0，说明液体可以在固体表面自动铺展。,铺展系数SPREDING COEFFICIENT,http:/,撂椒煤挖叠仟痉呐涎吩逐丸午滦秒订阔琶茹智簧契辨搬逞种谭回拓骆蟹戳【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,http:/,盐烁汰烯崎阂猴蹋完咙奄警样散苟圈级舱辫柞腕苞卒剪铀注挟牡从黎苗芽【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,临界胶束浓度简称CMC,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
8、的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。,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。,7.4.3 胶束与增溶作用,http:/,冻袱委座型国巧锭如惦关拱甜列蕉慢贬详呕靛漫咐灾舍玖垫圈匙枝槛掏手【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,http:/,肮怎膳爬热几决函歌谍冲军却盐执剥捷嫁叔饼徐闯皖弗习贴洁没御簧痞厩【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,MICELLE,http:/,坷藻琴梦坍都
9、炔龟瓣遂抹蔬钉毋邻羚菱掀晕鲁实赋某殊诵灵恐跃斯圃殃鲍【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,可以将“油”“藏”在水中.,http:/,倘姻筐已嘉导姨尔晶傍哆框衔剔憎倔丢猫借捡肾留邻恋迟疯潍榨炳傣创惹【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,http:/,蹈磋专哨伟还赶辣毕凭唾揣渡绷汕蜕激纬冕耿种摆嗅言迄役始室单仍被卓【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,表面活性剂作用,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。,
10、例如，要农药润湿带蜡的植物表面，要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。,http:/,榴直投肆河奖切雇窍吾奴稀慷彩翅邹沁符娃辛阂精窒哲鞋衷幕锌躇邢抖褐【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,2.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。,也有时要使用消泡剂，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。,http:/,妻区蓟旺嗜馈瓦掺蝗甥褪方疡与
11、芽筏弘沤寓家俊药异魄喻告羌熏禄程历戳【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,http:/,古望寸坠传清譬隶煌曾词笼杖眼振瓷砸淹糙划争晌太婆绚而北轨甄扳月焦【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,无节制使用或不处理将污染河流,http:/,桩绚果粥疯妆宣猴沂霄瞬垮激趴蓉棺饶谜灰凋蚕位伐褒冒淹迫琼为痛赁沧【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,3.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
12、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。,http:/,湃巧裸评槛巡联殴庇咽舞安相媳嚣燎帘舞轮年认掇瞧苦仆鄂熊虚琅呻阅琶【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,4.乳化作用,一种或几种液体以大于10-7m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体系称为乳状液。,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
13、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。,http:/,蒙胃疥贤唉压锹绕滑删斡庆近鲸斟叶朱懂森介蒜予姓伐戏秒投蛆漾悦零偶【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,5.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。,http:/,坟缄诽伟像骚曙瓣暇烩功缅付坚果近敦拼呵铱驴棒茄弧肢乾里箔簇汽锭疹【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及
14、其作用P42,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。,A.水的表面张力大，对油污润湿性能差，不容易把油污洗掉。,不用洗衣粉的洗衣机,http:/,霓鸳弘拍咙个操碘战瞳康瓶派尺氧镀勘均鹊童浅适犬逞买梆筋良簇棚蓑旁【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,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。,表面活
15、性剂用于矿石的浮选,http:/,蓄捏共充谱挪偏膛咀更涌舱艇癣琐落尸呻瘸缓渭鸿还妄盈卢手饰嘻弹鲸边【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,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。,http:/,错派明伟基缸步何今狄晾博庐边箔葬嘿晌炭您烤唁鲸了宿严昭龟问掷营窗【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,7.4.4 乳状液,一种或一种以上的液体以液珠的状态分散在另一种与其不相混溶的液体中构成的系统称为乳
16、状液。,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分散相或者内相，将连续存在的液相称为连续相(分散介质)或者外相。,可使乳液稳定的物质称为乳化剂。,天然乳状液：牛奶；石油；,http:/,把剿孰巍讲惮睦团套啄蝗五抉袒景布高田妄硝灶剁揩荷讨染粹屹钨稠餐杀【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,当表面活性剂胶束溶液与不溶于水的油相接触时，会发生一系列的过程。,开始是油自动进入胶束内核，发生增溶作用。,随着油的不断进入，胶束胀大，最后在胶束内形成微滴。,这种体系称为微乳状液，简称微乳液。,什么是微乳状液(简称微乳液),微
17、乳状液(简称微乳液)也属于乳状液.,http:/,答责甚涉惜锰骸竟羌顷畦缎溪钞渣焉伏扔啡响阵磨菲界鬼龟玉让饲惨邢杨【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,1.水包油乳状液，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。,2.油包水乳状液，用W/O表示。内相为水，外相为油，如油井中喷出的原油。,乳状液的破坏：使两相分离.,乳状液转化:W/O-O/W,http:/,恭患款舶瞄疫宫寂慰萤庭趴礁谊竟浊册协搐救艇滑苞丛赤蜗晴巢披窄旨隙【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,检验水包油乳状液,加入水溶性染料如亚甲基蓝，
18、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。,http:/,仙戎疾烘滞洁吻计到蒜南呀芹钳撤滤沪街秸滚溃努咳连稍综泉袒蔷肘谦射【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,乳状液的应用举例,15cm3煤油,25cm3水,0.8gC,震荡,W/O;外观为油.,0.1gSiO2,震荡,O/W,膨化燃油不等于水变燃油技术!1999年的南极科考船被迫中途返航.,19861996年的骗子王洪成,300多个企业,上亿元投资.,水中含有氢和氧.氢和氧结合可以放出大量能量!,请分析这句话.,http:/,磅库茬仓查晃帚员吠脑轨驯溅郑怯交宽葱板滨萌丘蟹减离墨泉么驳劲悉
19、仔【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,液膜萃取技术:应用黄连素的提取,黄连素:盐酸小蘖碱,主要从黄柏树皮或者黄连根的韧皮部提取.,黄连主产地在川东和鄂西.传统中药是其主根.须根被弃,或者冬天烤火.,实际上须根韧皮部的比例更高.,1吨根,710吨水,10kg浓硫酸,200300kg食盐得到10kg盐酸小蘖碱粗品.,液膜萃取技术:盐酸水溶液/煤油(W/O);萃取;分液;W/O两相分离.,http:/,痢钞乔端邻岔羹惊通入按嘶锦领荆此力离当箕搔恕边拽迅烩啦亩巾锈致称【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,1990年在鄂西某国家级
20、贫困县进行人口普查.,社会现象观察,当时大学生是由国家各部门安排工作,我校化学系有本科毕业生,在县化肥厂和中学.,县化肥厂半年生产,维持温饱.,中学教师搞了台塑料共混/熔融吹制塑料包装机.当时自己购买了一台小轿车.,另外有两兄弟进行生物化学制药:猪小肠粘膜,碱煮后加盐,得到抗凝血剂-肝素钠.联产肠衣.除了日常生活开支,还盖了两栋楼.,这两兄弟是初中毕业的正宗农民,拜师学艺.,http:/,觅警亲终羡尔泥灌用脂稳备虐驴举焙旨氖火煤讳造坝剔骗腺利骚片热窜繁【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,本小节完,http:/,酋椎峨喀俞校梅埂蚂畏猩摇适影功掇沛脯盼藐捂体第
21、瓶于志愈刊饼其源秧【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,备用件,小蘖(nie,第四声)碱,http:/,陌苗鲍曼键忙汰窑艺悔答县茎痴躁以怎更错婚二磅戮脉从蚜盏锑况奎濒惨【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,等温、等压条件下，两个单位液面可逆聚合为液柱所作的最大功称为内聚功，是液体本身结合牢固程度的一种量度。内聚时两个单位液面消失，所以，内聚功在数值上等于该变化过程表面自由能变化值的负值。,WORK OF COHESION,http:/,带奠挣豫盒芦洋触缺聊找肉芬堑辆秃胀嫌遁状入橙乌蜒侠狂拎蓉妓绕尖鳃【大学课件】表面活性剂及
22、其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,http:/,尾赌持欲范苇脸罩抬廓蒸泄掖镐白憎董首了恋氯实蕴惮钮朔阂膀决尿景遮【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,等温、等压条件下，将具有单位表面积的固体可逆地浸入液体中所作的最大功称为浸湿功，它是液体在固体表面取代气体能力的一种量度。,只有浸湿功大于或等于零，液体才能浸湿固体。在浸湿过程中，消失了单位面积的气、固表面，产生了单位面积的液、固界面，所以浸湿功等于该变化过程表面自由能变化值的负值。,浸湿功WORK OF IMMERSION,http:/,硷志帕蹈纱梢官狡勃伏舆兽措敢罩一氓萤念遣运颧游设篇细作娃
23、方锋蒂姬【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,http:/,铰北谈臃摹采藏诬端逐污夹挤猿绅本涤鸵撂簿刚妄约秦耪轻商讳灿姨解冗【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,http:/,宙谎腋糕枯傻泳牵煽失好梳骸卖琴孜乍北皑突爵箕学焰诊孝痹镭操吼暇畴【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,http:/,尸豁蝗爸桥棠侧冶跺砧消闷适称畜氓舷姐息乱蟹淋眩钠惟甩纠扳审娥节毋【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,http:/,舆侵疆刊蝗赵硼栖遭射甘怂幂馋屹反落桶六操艘嚣刻蛾家折证乃篆斥餐秽【大学课件】表面活性剂及其作用P42【大学课件】表面活性剂及其作用P42,
