表面活性剂期末复习提纲全

1、定义：能降低表面力的物质，都具有表面活性。

表面活性剂是指能显著降低溶剂表面力的，并具有一定结构、具有亲水亲油特性和特殊吸附性能的物质。

并不是所有具有两亲结构的分子都是表面活性剂。

对于正构烷基来说，碳链长度必在8个碳原子以上。

3、分类：离子型1）阴离子型RCOONa羧酸盐ROSO3Na硫酸酯盐RSO3N磺酸盐ROPO3Na2磷酸酯盐2）阳离子型RNH2HCl 伯胺盐RNH(CH3)HCl仲胺盐RN(CH3)3HCl 叔胺盐RN+(CH3)3Cl—季铵盐3）两性型RNHCH2CH2COOH 氨基酸型RN+C(CH3)3CH2COO—非离子型1）RO—（CH2CH2O）n—H 聚氧乙烯型2）RCOOCH2C(CH2OH)3多元醇型4、用途：力降低剂、渗透剂、润湿剂、乳化剂、增溶剂、分散剂、絮凝剂、起泡剂、消泡剂、抗静电剂、杀菌剂、缓蚀剂、柔软剂、防水剂、织物整理剂、匀染剂等。

5、在分子中除上述元素外还含有F、Si、B等元素，则成为特种表面活性剂，或元素表面活性剂。

新型表面活性剂：1）Gemini表面活性剂：是一类带有两个疏水链、两个亲水基团和一个桥联集团的化合物。

2）Bola型表面活性剂：一个疏水部分连接两个亲水部分构成的两亲化合物3）可解离型表面活性剂：酸解离、碱解离。

4）冠醚类表面活性剂：冠醚类表面活性剂实在冠醚的环上引入疏水基得到的一类具有选择性络合阳离子，且具有表面活性及能形成胶束等复合性能的两亲化合物。

5）反映型与螯合型表面活性剂：反应型：带有反应基团；螯合型：由有机螯合剂如EDTA、柠檬酸等衍生的具有螯合功能。

7、净吸力：垂直于液体表面、指向液体部的和吸力。

由于净吸力，表面的分子有被拉入液体部的倾向，所以任何液体表面都有自发缩小的倾向。

表面力：当部分子被拉到表面上时，同样受到向下的净吸力。

表面力可定义为增加单位面积所消耗的功，分子间力引起净吸力，净吸力引起表面力，表面力永远和液体表面相切，和净吸力相互垂直。

表面力是液体表面的一种强度性质。

影响表面力的因素：1）物质本性：查表2）相界面性质：查表3）温度越高表面力越小4）压力越大表面力越小10、表面力测试方法：1）毛细管法：干净的玻璃毛细管插入液体中，若此液体能够润湿毛细管壁，则因为表面力的作用，液体沿毛细管上升直到上升的力（2πrΎcosθ）被液程的重力（πr2ρgh）所平衡而停止上升，这时2πΎcosθ=πr2ρgh或者ϒ=ρghr/2cosθ，其中ϒ为表面力，当液体能完全润湿毛细管时，θ=0o，可计算出表面力。

2）环法：用铂丝制成的圆挂环，挂在扭力秤上，转动扭力丝，使环缓慢上升，液体呈圆柱形，当环与页面突然脱离时，所需拉力F与重力mg相等，与拉力相等故有：F=mg=4πRϒ试验中还要乘一个校正因子f，f与半径、体积有关。

3）最大压力气泡法：实验时令毛细管管口与被测液体的表面接触，随着毛细管外压力差的增大，毛细管口的气泡慢慢长大，泡的曲率半径R从大变小至半球形，当曲率半径R 与毛细管半径r相等，R达到最小值，压差最大ΔP max=ρgh，实验证明：Ύ=(r/2)*ρgh.11、表面活性源于表面活性剂分子的两亲结构，亲水与疏水作用共同产生作用，表面活性剂在表面富集，导致水的表面力下降。

界面吸附的一般为单分子层，当表面吸附饱和时，分子在溶液部自聚形成胶团。

开始形成胶团的浓度称为临界胶束浓度，简称CMC。

12、表面力曲线：水溶液的表面力随浓度的变化可分为三类。

1）表面力随浓度增加而缓慢升高，大致呈直线关系，如多数无机盐水溶液、蔗糖等多羟基有机物。

2）随浓度增加而逐步降低，如相对分子质量较低的极性有机物及其衍生物。

3）在浓度很低时急剧下降，很快达到最低点，此后溶液表面力随浓度变化很小，达到最低点的浓度一般在1%以下，如长度大于8个碳原子的碳链和足够强大的亲水基团构成的极性有机化合物。

13、离子型表面活性剂的溶解度在温度升到一定值时会陡然上升，这个温度叫做该表面活性剂的krafft点。

非离子型表面活性剂的水溶液溶解度则往往随温度上升而降低，在升至一定温度时出现浑浊，经放置或离心可得到两个液相，该温度称为表面活性剂的浊点。

14、表面活性剂的表面活性表面力的降低及形成胶团能力来表征。

表面力降低的量度分为：一是降低溶剂表面力至定值，所需表面活性剂的浓度；二是表面力降低所能达到的最大程度。

前一种称为表面活性剂表面力降低的效率，后一种称为表面活性剂表面力降低的能力，可用CMC的倒数代表降低表面力的效率，通常也已降低20mN/m表面力所需表面活性剂在溶液的浓度c20或pc20(=—lgc20称为效率因子)作为表面力降低的效率的量度。

一般以CMC时的表面力表面力降低值作为能力的量度。

15、HLB，表面活性剂两亲性的亲水亲油平衡值：HLB=亲水基的亲水性/亲油基的亲油性，HLB越大亲水性越强，越小亲油性越强。

石蜡HLB=0，油酸HLB=1，油酸钾HLB=20，十二烷基硫酸钠HLB=40作为标准，HLB在0到40间，转折点为10。

16、用表面活性剂来乳化油相介质，当表面活性剂的HLB值与油相介质所需的HLB值相同时，生成的乳液稳定性最好，可测定HLB值。

其他方法：1）浊点、浊数、相转变温度法：聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂的HLB值与使其水溶液发生混浊的温度之间有关系，通过测定浊点可知HLB值。

其他方法：临界胶束浓度法；分配系数、溶解度法；水合热法；核磁共振法；色谱法；分子结构式法；结构因子法；结构参数法；极性指数法。

18、HLB值与PIT关系：在低温下可以形成O/W型乳状液的非离子表面活性剂温度升高，溶解度减少，HLB下降，到达某一温度使乳状液从O/W型变成W/O型。

该温度称为PIT，又称亲水亲友平衡温度T HLB(HLB温度)，此温度下表面活性剂的亲水亲友性质正好平衡。

19、影响PIT的因素：1）表剂的种类及浓度：亲水性越强PIT越大，浓度越大PIT越小油相极性越低PIT越大2）无机盐的影响3）油的种类及体积分数4）油水相体积比率。

20、亲水基的结构和性能关系：疏水基的结构影响较小对性能。

不同亲水基对表面活性剂性能的影响主要在溶解性、化学稳定性、生物降解性、安全性、温和型等方面。

疏水基的结构和性能关系：1）疏水性排序：脂肪族烷烃≥环烷烃>脂肪族烯烃>脂肪及芳香烃>芳香烃>带弱亲水基的烃基2）随疏水基中碳原子数目的增加，溶解度、CMC等皆有规律的减小，降低水的表面力能力增强。

3）疏水链长度对称性越差溶解性越好，表面活性越低，ϒCMC越大。

3）有分支的CMC高，ϒCMC低。

4）烷基链数目有影响22、分子有序组合体：表面活性剂分子由于疏水作用在溶液部自聚形成多种不同结构、形态和大小的分子有序组合体或有序分子组合体，包括在表面形成的单分子层。

共同特点是它们已接近纳米数量级，有“量子尺寸效应”，表现出与大块物质迥异的个性。

23、分子有序组合体再聚集形成高级结构：1）胶束：O/W型胶束2）反向胶束W/O型胶束3）微乳液：特点：①它的形成使界面力达到超低，即小于10-3Mn/m；②它能同时增溶油和水。

4）溶致液晶5）单分子层和多层聚集体6）类脂黑膜7）囊泡24、分子有序组合体有一个共同特点，都是由表面活性剂分子或离子以其极性基向水、非极性基远离水或向非水溶剂形成的。

共同结构原则：定向排列的两亲分子单层是它们共同的基础结构单元，不同的是结构单元的弯曲特性和多个结构单元间的组合关系。

分子有序组合体的形成机制：非极性基的疏水效应。

26、分子有序组合体的形态取决于：1）表面活性剂的几何形状，特别是亲水基和疏水基在溶液中各自横截面积的相对大小，将其定义为临界排列参数R。

R=V/a0l c，V是表面活性剂分子疏水部分体积，l c是疏水链最大伸展长度，a0是头基面积。

R=0—1/3，分子呈圆锥形，易于形成球形或者椭球形基团；R=1/3—1/2/、分子呈去顶的圆锥形，易于形成较大的柱状或棒状胶团；R=1/2—1，仍呈去顶的圆锥形，易形成囊泡和层状胶团；R=1，呈圆柱形，易于形成层状结构；R>1，呈倒截顶圆锥形，易于形成更大的有序提，如微乳、反胶团等。

2）表面活性剂浓度，浓度小于CMC时，分子或离子可能缔合；略大于CMC，胶团成球状，聚集数为30到40；在浓度为十倍的CMC或更高的溶液中，形成棒状胶团，继而形成巨大的层状胶团。

3）在离子型表面活性剂中加入与表面活性剂有相反离子的无机盐时，表面活性提高CMC降低；表面活性剂反离子浓度增高，扩散双电层厚度减小，聚集数增加。

4）非离子表面活性剂胶团随温度升高而变大，当温度达到浊点，胶团长到极限，胶团聚集，发生相分离，溶液由澄清均相变为混浊，进一步相分离形成双水相。

27、胶团的结构：1）核：一个由疏水的碳氢链构成的类似于液态烃的核。

2）外壳：不是宏观界面而是胶团与单体水溶液间的一层区域，主要是由水化的表剂亲水基构成的。

28、临界胶束浓度的测定：1）表面力法：根据表面活性剂溶液的表面力随浓度变化的差异来确定CMC的方法，在表面活性剂的浓度低于CMC时，表面力急剧下降；高于CMC 是，表面力下降的十分缓慢，甚至几乎停止。

以表面力对浓度作图，可以在曲线中求得该表面活性剂的临界胶束浓度。

2）电导法：当溶液浓度大于临界胶束浓度后，表面活性剂会缔合成体积较大的胶束，胶束的数量和浓度逐渐增大，胶束带的电荷引起溶液电导率发生变化，曲线发生弯折。

曲线的转折点对应的浓度就是CMC。

3）光散射法：大于CMC 时形成胶团，胶团是几十个或更多的表面活性剂分子或离子的缔合物。

这些粒子的尺寸进入光波波长的围，光通过表面活性剂溶液时会发生散射，光散射强度与粒子大小有关。

在浓度低于CMC时，溶液中只有表面活性剂单分子存在，散射光弱；当浓度大于CMC时，胶团形成，散射光的强度也大得多，转折点即为CMC。

4）染料法：表面活性剂离子与带相反电荷的染料离子在CMC前后颜色发生明显改变。

5）加溶法：利用当表面活性剂浓度超过CMC后，不溶于水的烃类的溶解度剧增，查表。

29、囊泡：两亲分子产生自聚呈双层形式。

双层弯曲并封闭形成了一种分子有序组合体。

天然表面活性剂卵磷脂形成的结构就成为脂质体；合成表面活性剂组成，则称之为囊泡。

囊泡分为两类：单室囊泡、多室囊泡。

30、液晶：是指处于高度有序的单晶和无序的液态之间或介晶相状态的物质，它既具有类似液体的无序状态而且至少在一个方向上又具有类似晶体的有序状态。

分为溶致液晶（纯物质或混合物的各项异性浓溶液，只在一定浓度及温度围形成）和热致液晶，常见的液晶相有三种：层状相、六方相和立方相。

31、表面活性剂—水体系的水的质量分数的变化可引起液晶相的转变，随水质量分数的增加其相变序列一般是：固体→层状液晶→立方液晶→六方液晶→胶团→溶液（不断加水）32、乳状液是一个多相分散体系，其中至少有一种液体以液珠的形式均匀地分散于另一种和他不相混溶的液体之中，液珠的直径一般大于1微米。