第二章表面活性剂作用原理 (1)

十二烷基磺酸钠水溶液 的电导率与浓度的关系
十二烷基磺酸钠水溶液的 摩尔电导率与浓度的关系
特 点
只能测离子，不能测非离子 受无机盐干扰 对CMC大的样品灵敏度差
二、临界胶束浓度
3.染料法：利用染料在水中和胶团中的颜色有明显差别的性质，
采用滴定方法测定CMC。(光谱仪代替目测）
4.光散射法：利用散射光强度对溶液浓度作图，曲线突变点的
课堂练习
3．用一个相对的值即HLB值((Hydrophi1ic1ipophi1ic-Ba1ance，简写为HLB)来表示 表面活性物质的亲水性，HLB越大，则亲水性 （ ） A、强 B、弱 C、不变 D、不确定 4.下列物质哪一个是表面活性剂 A乙醇 B醋酸 C硝酸钾
D脂肪酸钠
小结及作业布置
一枚硬币上可承受几滴水？
结论：水面是一张有弹性的膜
提问：为什么液体表面会形成一张有弹性的膜?
为什么液体表面会形成一张有弹性的膜? 作用在液体表面，使液体表面收缩到最小面 积的力，叫做「液体表面张力 」。
生活中，许多 地方都有它！
全自动表面张力仪
Kruss表面张力仪
2、表面活性与表面活性剂
阳离子型
RNH2· HCl
阴离子型
RCOONa RSO 3Na 洗涤、
毒性 小、 稳定 RN((CH2CH2O)nH)2 性好
降解性 R1R 2R3NCH2COO 好
杀菌性 R1R2NH· HCl 好 R1R2R3N· HCl
R1R2R3R4N· HCl
去污性 ROSO 3Na 好
ROPO3Na
二、临界胶束浓度 1.临界胶束浓度（critical micell concentration）
• 在恒温恒压下，纯液体 因只有一种分子，其表 面张力是一恒定值。 • 对于溶液，由于至少存 在两种或两 种以上的分 子，因此其表面张力会 随溶质的浓度变化而变 化。 • 物质的水溶液其表面张 力随浓度的变化可分为 三种类型。
水溶液的表面张力与溶 质浓度的几种典型关系
2、表面活性与表面活性剂
第一类是表面张力随其
表面活性剂化学
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指甲油
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香水
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表面活性剂化学
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1. 表面活性剂发展简史
公元前2500年起在美索不达米亚等地区开始用肥皂洗涤 羊毛、衣服，那时，是用油脂与草木灰液混合加热而成 16世纪，法国马赛成为当时的肥皂制造中心，至今还有 “马赛皂”的名字。 20世纪初，鉴于肥皂的碱性及不耐硬水，开始寻找肥皂 代用品。
第二章 表面活性剂
镇江高职校
黄 广凤
第二章
表面活性剂
1 一、表面活性剂概述 2 3 4 5
二、临界胶束浓度
三、亲水亲油平衡值
四、克拉夫脱点
五、浊点
冰淇淋是我们最喜爱的食物；有了洗涤剂 我们的生活才能如此美好。若没有表面活性剂， 这两样东西都不会有。这真是太可悲了。 但是，如果真的没有了表面活性剂，也不会有 人为没有冰淇淋和洗涤剂而哭泣。因为没有表 面活性剂，人也没有了。 ——英国著名界面化学家Ckint
小结：请你小结本节课所学内容
作业 P49-50 3、 4 、15、16、18
HLB=
亲水性 亲油性
HLB值越大，其亲水性越强，
HLB值越小，其亲油性越强。
非离子表面活性剂HLB=0~20
离子型表面活性剂HLB=0~40 HLB石蜡=0 HLB油酸=1 HLB油酸钾=20
HLB聚氧乙烯=20
HLB十二烷基硫酸钠=40
三、亲水亲油平衡值
HLB范围
1－4 3－6 6－8 8－10 10－13 ＞13 HLB范围 1－3 3－6 7－9
• 而曲线 3中的溶质在很低浓 度时就能明显 地降低水的表
面张力，此类物质称 之为表
面活性剂。而曲线2中的
溶 质只能称为表面活性物质 而不能称 为表面活性剂。
水溶液的表面张力与溶 质浓度的几种典型关系
http://www.iqiyi.com/w_19rth m1nql.html
3.表面活性剂的分子结构特点
溶质浓度的增 加略有上升， 且往往近于直线(曲线1) 氯化钠、硫酸钠等无机
水溶液的表面张力与溶 质浓度的几种典型关系
盐和蔗糖等多羟基化合物
2、表面活性与表面活性剂
第二类是表面张力随溶质
浓度增加而逐渐降低，下降 变慢(曲线2)。 低分子的极性有机物，如 醇、酮、醛、酸、酯和醚等。
水溶液的表面张力与溶 质浓度的几种典型关系
有趣的现象
2007年11月23日，英国伦敦博物馆，Sam Heath（右），又 被称为泡泡人Sam，用一个巨大的肥皂泡将50名学生罩起来： 为什么肥皂膜能被拉的很大而不破裂？
水凌 面波 上微 ？步 ： 为 什 么 蜥 蜴 能 行 走 在
荷 叶 上 的 露 珠 为 什 么 是 球 形 的 ？
形为 的什 ？么 蜘 蛛 网 上 的 水 珠 是 圆

胶束（micelles)：当溶液内表面活性剂分子数目不断增加时， 其疏水部分相互吸引，缔合在一起，亲水部分向着水，几十个 或更多分子缔合在一起形成缔合的粒子，称为胶束。
交束聚集数增大
形成新的胶团

临界胶束浓度：表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓
0.002%-0.5% (0.0001mol/L-0.02mol/L)
浓度即为CMC。
溶解度 5.浊度法：非极性有机物（烃类）在表面活性剂中的浊度随表
面活性剂浓度而变化，浊度突变点的浓度即为CMC。
思考讨论
阅读P22-24，思考以下问题：
1、影响CMC的因素有哪些？
2、离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂的 CMC谁大？为什么？
三、亲水亲油平衡值 亲水亲油平衡值（hydrophile lipophile balance）

Krafft点是离子型表面活性剂的特征 值，Krafft点也是离子型表面活性剂应 用温度的下限。 krafft点越高，则溶解度越小。 krafft点越高，则CMC越小。
图9-8 十二烷基硫酸钠在水中的溶解度与温度关系
五、浊点
浊点：加热非离子表面活性剂溶液发生混浊的现象称为起昙， 此时的温度称为浊点。
1928年，H．Bertsch等用脂肪醇代替脂肪酸进行硫酸化， 制得了第一种合成的洗涤活性物 。
70年代非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚的成本下 降后，不论产量和品种都有较大的发展，在工业上的用 途也日趋广泛。 中国的烷基苯磺酸盐工厂于1958年在上海建立；1960 年，在大连、上海等地建立阳离子活性剂工厂；1978年， 开始生产甜菜碱型两性表面活性剂BS-12。
二、临界胶束浓度

CMC的测定
1.表面张力法：以表面张力对浓度的对 数作图，曲线的转折点的浓度即为CMC 值。适合于离子表面活性剂和非离子表 面活性剂。
庚基乙二醇十二烷基醚的表面 张力与浓度的关系
优点：通用 不受盐的影响 缺点：不易确定转折点，样品需精制
二、临界胶束浓度
2.电导法：以表面活性剂溶液的（摩尔）电导率对浓度或浓度 的平方根作图，曲线的转折点的浓度即CMC值。适 合于离子表面活性剂。

产生浊点的原因是温度升高，非离子表面活性剂与水之间的氢键断裂，水合能力下 降，溶解度减小，溶液变浊出现浊点，冷却时氢键重新形成，又澄明。
浊点是非离子型表面活性剂的特征值。非离子型表面活性剂应用温度的上限。
浊点越高，则溶解度越大。
课堂练习
1．表面活性剂按亲水基团是否带电分类分为离 子型和非离子型，离子型不包括：（ ） A、阴离子型 B、阳离子型 C、中性离子型 D、两性离子型 2．阴离子表面活性剂按其亲水基团的结构可以 分为：（ ） A、RCOONa羧酸盐 B、R-OSO3Na硫酸酯盐 C、R-SO3Na磺酸盐 D、R-OPO3Na2磷酸酯 盐
度
二、临界胶束浓度
胶束的形状
胶束的形状
胶束的形状
二、临界胶束浓度
临界胶束浓度
表 面 张 力
临界胶束浓度（CMC）
表面活性剂浓度
二、临界胶束浓度
CMC是表面活性剂表面活性的一种度量。
形成胶束所需要的浓度愈低； 达到表面饱和吸附的浓度愈低；
CMC愈小
使表面张力降到最低值所需浓度愈低； 也就是表面活性愈高。 在使用表面活性剂时，浓度一般比CMC稍大些， 否则表面性能不能充分发挥。
水中分散、溶解状态
不分散 分散不好 剧烈振成乳白色分散体 稳定的乳色分散体 半透明分散体 透明液 应用 消泡剂 W/O乳化剂 润湿剂
13－15
8－18 15－18
去污剂
O/W乳化剂 增溶剂
二、表面活性剂的性质
四、克拉夫脱点 .克拉夫脱点-----表面活性剂的临界溶解温度
Krafft点：离子表面活性剂在水中的溶解度随温度升高至某一 温度时，其溶解度急剧升高，该温度称为Krafft点。(临界溶解 温度）
2、表面活性与表面活性剂
第三类是在溶液浓度稀时， 溶液的表面张力随溶质浓度 的增加急剧下降，当溶液的
浓度增加到一定值后，溶液
的表面张力就不再下降 (曲线
水溶液的表面张力与溶 质浓度的几种典型关系
3)。
表面活性剂。
2、表面活性与表面活性剂
• 右图中曲线1中的溶质对于水 无表 面活性，称之为非表面 活性物质。 • 曲线2和3的溶质对水有表面 活性被称为表面活性物质。
全世界表面活性剂产量：2005年，超过1250万t，其 中，北美310万t，欧洲240万t，亚洲440万t，中国120 万t。 表面活性剂用途：逐渐由家用向工业用转移。工业用 表面活性剂占总表面活性剂需求量的50 ％～55％，家 用占29％～32％，个人护肤用占l4％～16％。 工业应用：用于工业助剂约占75％，其中50％用于纺 织工业。用于工业清洗剂约占20％左右。 发展趋势：国际上表面活性剂的发展倾向于生态安全、 无环境污染、生物降解完全、功能性强、化学稳定性及 热稳定性良好，而成本低的产品。
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Байду номын сангаас
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“双亲” 结构 亲油基 （疏水基、憎水基） 亲水基
碳氢链
-SO3H -OH
-SO3Na -O-
C:8~20
-COOH -COONa -NH2 -CH2CH2O-
不对称的 极性结构
非极性
极性
4.表面活性剂的分类
表面活性剂
在水溶液中能否生 成离子
非离子型表面活性剂
离子型表面活性剂
两性离子型
RO(CH2CH2O)nH RCOOCH2C (CH2OH)3 RNHCH2CH2COOH