第七章_表面活性剂的起泡和消泡作用
《油田化学》--论述题总结及详细答案
中国石油大学（北京）《油田化学》论述题总结1．试论述表面活性剂分子的作用？答：①起泡作用和消泡作用：起泡作用是指表面活性剂（如烷基磺酸盐等起泡剂）使泡沫易于产生并在产生以后有一定稳定性的作用。
这是因为表面活性剂的吸附可大大降低表面张力，大大降低产生泡沫所要做的表面功，使泡沫易于产生。
同时起泡剂在液-气界面上吸附产生一定强度的保护膜，可防止泡沫中的气泡合并变大，使泡沫具有一定的稳定性；而消泡作用是指表面活性剂（消泡剂）的表面张力较低，易于吸附、铺展于液膜上，使液膜的局部表面张力下降，并带走液膜下层的液体，导致液膜变薄，泡沫破裂的作用；②乳化作用：是指表面活性剂（油包水型或水包油型乳化剂）使乳状液易于产生并在产生后有一定稳定性的作用。
这是由于乳化剂的吸附可大大降低界面张力，即降低产生乳状液所需做的界面功，从而使乳状液易于产生，同时，乳化剂在液-液界面层上吸附产生一个有一定强度的保护膜，防止乳状液中的液滴聚集变大，使乳状液具有一定的稳定性。
乳化作用增加了界面能，因此乳状液是不稳定的体系；③润湿反转作用：是指表面活性剂（润湿反转剂，即润湿剂）使固体表面的润湿性向相反方面转化的作用，是通过润湿剂在固体表面上的吸附所引起的。
可以通过降低表面能吸附（物理吸附）或者与表面反应（化学吸附）来改变固体表面的润湿性；④增溶作用：指表面活性剂（增溶剂）使难溶的固体或液体的溶解度显著增加，且溶液呈透明状的作用。
这是表面活性剂在水或油中形成的胶束，按极性规则溶解油或水，增溶作用是溶质集中在胶束内部，不增加界面，是稳定的体系。
2．简述离子交换吸附的特点和吸附强弱的规律？答：离子交换吸附的特点：①同性离子相互交换；②等电量交换；③离子交换是可逆的，吸附和脱附受离子浓度的影响。
离子交换吸附强弱的规律：①离子价数的影响：溶液中离子浓度相近时，离子价数越高，与粘土的吸附能力越强，即交换到粘土表面的能力越强；②离子半径的影响：当价数相同的离子在溶液中浓度相近时，离子半径小的，水化半径大，离子中心离粘土表面无交换吸附弱；③离子浓度的影响：离子交换受每一相中不同离子相对浓度的制约。
表面活性剂起泡和消泡作用
表面活性剂起泡和消泡作用表面活性剂起泡和消泡作用由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为泡沫。
啤酒、香槟、肥皂水、皂角或水溶液等在搅拌下形成的泡沫称为液体泡沫；面包、蛋糕、山药汁等弹性大的物质，以及饼干、泡沫水泥、泡沫塑料、泡沫玻璃等为固体泡沫。
在液体泡沫中，液体和气体的界面起着重要作用。
由液体和气体形成的泡沫称为两相泡沫，当其中有固体粉末时，例如在选矿时形成的泡沫称为多相泡沫。
从这些实例可以看出，只有溶液才能明显起泡，而纯液体则不能，即使压入气泡也不能形成泡沫。
根据吉布斯吸附公式，在形成泡沫过程中，溶液中的溶质(表面活性剂)吸附在气-液界面上。
无论是天然泡沫，还是人工泡沫，有时有利于生产，有时则不利于生产。
在选矿、肥皂工业及泡沫灭火等中，起泡和泡沫是有利的，而在烧锅炉、溶液浓缩和减压蒸馏中，起泡和泡沫是有害的。
特别是现在家庭中广泛使用合成洗涤剂，起泡给下水处理带来困难。
因此，起泡现象与化学工业的各种过程及日常生活密切相关，不过有时需强化起泡，有时需减弱起泡，所以必须了解泡沫稳定性机理。
在液体泡沫中各气泡相交外形成所谓拉普拉斯交界，如图1—28的P点处。
根据拉普拉斯公式(Ap=2r／R)，溶液中P点的压力小于A 点，故液体自发地从A向P处流动，于是液膜逐渐变薄，此过程称为泡沫排液过程，当液膜变薄到一定程度，便导致液膜破裂，泡沫破坏。
所以纯液体不能形成稳定泡沫。
图一泡沫交界一、起泡力和泡沫稳定性(一)起泡力若将丁醇稀水溶液和皂角苷稀溶液分别置于试管并加以摇动，发现前者形成大量泡沫，后者形成少量泡沫，但丁醇水溶液泡沫很快消失，而皂角苷水溶液泡沫不易消失。
因此不能简单地讲哪种溶液起泡力好，因为起泡和泡沫稳定两者的标准是不同的。
由丁醇水溶液形成的稳定性小的泡沫，称为不稳定泡沫；由皂角苷水溶液形成的寿命长的泡沫，称为稳定泡沫。
起泡力的大小是以在一定条件下，摇动或搅拌时产生的泡沫多少来评定的。
起泡性能良好的物质称为起泡剂，一些阴离子表面活性剂，如脂肪酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠等均具有良好的起泡能力，它们都是良好的起泡剂(发泡剂)。
第七章 表面活性剂的起泡和消泡
Gibbs定义液膜的弹性为
E
2d d 2A d ln A dA
d dA
液膜的稳定性决定于表面张力随表面积A的变化率
局部变薄的B处本体相中的表面活性剂分子也会吸附到B处的表面上，
这种吸附过程不能使局部变薄的B处恢复液膜厚度，会影响泡沫稳定
性。 醇类水溶液的泡沫稳定性不佳应该与其的表面吸附速率较快有一定的
表面活性剂化学及应用
张 煊
东华大学化学化工与生物工程学院
第七章 表面活性剂的起泡和消泡 作用
最早的表面活性剂肥皂 有“工业味精”之称。
通常意义上的泡沫往往是由大量呈多面体状的气泡密集堆
砌而成的集合体。 气泡之间所隔的液膜很薄，一般仅为数百nm左右，所以， 泡沫可以看作相互交联的立体液膜网络，属于气体分散在 液体介质中的多相粗分散系统，其中，气体为分散相（不 连续相），液膜为分散介质（连续相）。 泡沫又是一个热力学不维素及改性淀粉等。
第三节 消泡作用
一．消泡方法
消泡方法一般除了可采用机械搅拌，高速离心及超声波等击
碎泡沫，也可利用温度或压力的变化来破坏泡沫。但是，
最常用的消泡方法是采用消泡剂，消泡剂的作用是：
（1）与泡沫剂发生化学反应或使之溶解。例如用脂肪酸皂 类为泡沫剂的泡沫，加入无机酸或钙、镁盐可因产生不溶 于水的脂肪酸或难溶盐而使泡沫破裂。
4．酰胺类，即聚酰胺、二硬脂酸乙二胺等。
5．有机硅化合物类，即聚硅氧烷，其结构如下：
R R Si R R O Si R R O Si R R
n
6．其它 例如全氟化合物常用于油剂等非水系统的发泡；长 链脂肪钙（或镁、铝）皂也是有效的消泡剂；以及表面疏 水性的微粒，例如表面疏水性处理的SiO2、TiO2、膨润 土、硅藻土、滑石粉、活性白土、脂肪酰胺及重金属皂等
表面活性剂的七大作用
表面活性剂的七大作用(总3页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--表面活性剂的七大作用！1润湿作用要求：HLB：7-9所谓润湿即固体表面吸附的气体为液体所取代的现象, 能增强这一取代能力的物质称为润湿剂。
润湿一般分为三类∋接触润湿一沾湿( 浸入润湿一浸湿( 铺展润湿一铺展。
其中铺展是润湿的最高标准, 常以铺展系数) 作为体系之间润湿性能的指标。
此外, 接触角大小也是润湿好坏的判据使用表面活性剂可以控制液、固之间的润湿程度。
农药行业中在粒剂及供喷粉用的粉剂中，有的也含有一定量的表面活性剂，其目的是为了提高药剂在受药表面的附着性和沉积量，提高有效成分在有水分条件下的释放速度和扩展面积，提高防病、治病效果。
在化妆品行业中，做为乳化剂是乳霜、乳液、洁面、卸妆等护肤产品中不可或缺的成分。
2胶束与增溶作用要求：C>CMC （ HLB13~18）表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。
当其浓度高于CMC值时，表面活性剂的排列成球状、棒状、束状、层状/板状等结构。
增溶体系为热力学平衡体系；CMC越低、缔合数越大，增溶量（MAC）就越高；温度对增溶的影响：温度影响胶束的形成，影响增溶质的溶解，影响表面活性剂的溶解度离子型表面活性剂的溶解度随温度增加而急剧增大这一温度称为Krafft点， Krafft点越高，其临界胶束浓度越小。
对于聚氧乙烯型非离子表面活性剂，温度升高到一定程度时，溶解度急剧下降并析出，溶液出现混浊，这一现象称为起昙，此温度称为昙点。
在聚氧乙烯链相同时，碳氢链越长，浊点越低；在碳氢链相同时，聚氧乙烯链越长则浊点越高。
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。
第七章表面活性剂的起泡和消泡作用
（2）浓泡。浓泡的泡沫是密集的，气 泡间只被极薄的—层液膜所隔开，是结构 为多面体气泡的堆积。浓泡才是真正的 泡沫。 一、泡沫的分类 泡沫的分类方法有以下三种：
1．按泡沫的寿命分类 可分为寿命为几 秒的“短暂泡沫”和在无干扰条件下能 维持几天不破的“持久性泡沫”。
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正是这种因表面张力梯度引起的收缩效应 使吸附了表面活性剂的液膜，在受到冲击后， 产生自动修补液膜变薄处，表现出表面活性 剂的自修复作用。 Gibbs用下式来表示膜弹性：
E 膜弹性； A 膜面积；γ 表面张力 T 温度 ; N 组分
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１.泡沫液膜的排液减薄 （1）.重力排液 气泡间的液膜，由 于液相密度远大于气相的密度，因此在地心 引力作用下就会产生向下的排液现象，使液 膜减薄。 （２）.表面张力排液 由于泡沫是由多面体 气泡的堆积而成．在泡沫中气泡交界处就形 成了如图7—3中的形状称之为Plateau边界 (也称为Gibbs三角)。
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二、表面活性剂的稳泡能力 溶液产生泡沫之后，SAA使泡沫持久不灭， 或增加泡沫“寿命”的能力。这与SAA在液 膜的性质有密切的关系。 三、影响表面活性剂稳泡能力的因素 1．界面张力
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SAA的稳泡能力是指在表面活性剂水
低表（界）面张力有利于泡沫的形成， 同时也有利于泡沫的稳定，因为当形成多面 体的泡沫时，会产生表面张力排液的作用。 若液膜的表面张力低，在Plateu边界和平面 膜间的压差就会小，液膜排液减薄的速度就 慢，此时低表张力才有利于泡沫的稳定。
（2）邻苯二甲酸单脂肪醇酯钠盐
表面活性剂的功能与实际应用中的起泡和消泡作用
表面活性剂的功能与实际应用中的起 泡和消泡作用
③表面活性剂浓度的影响
• 当表面活性剂浓度低于cmc时，随其浓度的 增加，γ减少，发泡力增强，但泡沫的稳定 性差；
• 当表面活性剂浓度超过cmc时， γ不再减少， 甚至有时还会稍微增大，但活性剂分子在 溶液表面富集，会形成越来越致密的表面 膜，因此泡沫稳定性增加；但浓度增大到 一定程度，泡沫含液量下降，脆性增加， 泡沫不稳定。
3.4.2 起泡和稳泡作用
• 在含有表面活性剂的水溶液中充气或施以 搅拌可形成被溶液包围的气泡。
-表面活性剂吸附在液面两侧形成双分子膜。 -肥皂泡在阳光下可以看到七色谱带。
表面活性剂的功能与实际应用中的起 泡和消泡作用
3.4.2.1 表面活性剂的泡沫性能
① 起泡性 泡沫形成的难易程度和生成泡沫 量的多少。
表面活性剂的功能与实际应用中的起 泡和消泡作用
（3） 降低液膜黏度使泡沫寿命 缩短
• 泡沫液膜的表面粘度高有利于延长泡沫的 寿命。
增加液膜强度、减缓液膜排液速度、降低液膜 的透气性，阻止泡内气体的扩散等。
• 能产生氢键的稳泡剂能提高液膜的粘度。
表面活性剂的功能与实际应用中的起 泡和消泡作用
（4）疏水固体的消泡作用
表面活性剂的功能与实际应用中的起 泡和消泡作用
（7） 其他影响泡沫稳定性的因 素
• 其他因素包括：稳泡剂、固体颗粒、水的 硬度和pH值、压力、气泡大小分布以及温 度等。
• 在影响泡沫稳定的因素中，液膜的强度是 最重要的。
• 表面活性剂表面吸附分子排列的紧密性和 牢固性是最重要的因素。
表面活性剂的功能与实际应用中的起 泡和消泡作用
表面活性剂起泡和消泡作用
表面活性剂起泡和消泡作用发布时间：2008-11-27 14:41:11 来源：中国表面处理点击：75次由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为泡沫。
啤酒、香槟、肥皂水、皂角或水溶液等在搅拌下形成的泡沫称为液体泡沫；面包、蛋糕、山药汁等弹性大的物质，以及饼干、泡沫水泥、泡沫塑料、泡沫玻璃等为固体泡沫。
在液体泡沫中，液体和气体的界面起着重要作用。
由液体和气体形成的泡沫称为两相泡沫，当其中有固体粉末时，例如在选矿时形成的泡沫称为多相泡沫。
从这些实例可以看出，只有溶液才能明显起泡，而纯液体则不能，即使压入气泡也不能形成泡沫。
根据吉布斯吸附公式，在形成泡沫过程中，溶液中的溶质(表面活性剂)吸附在气-液界面上。
无论是天然泡沫，还是人工泡沫，有时有利于生产，有时则不利于生产。
在选矿、肥皂工业及泡沫灭火等中，起泡和泡沫是有利的，而在烧锅炉、溶液浓缩和减压蒸馏中，起泡和泡沫是有害的。
特别是现在家庭中广泛使用合成洗涤剂，起泡给下水处理带来困难。
因此，起泡现象与化学工业的各种过程及日常生活密切相关，不过有时需强化起泡，有时需减弱起泡，所以必须了解泡沫稳定性机理。
在液体泡沫中各气泡相交外形成所谓拉普拉斯交界，如图1—28的P点处。
根据拉普拉斯公式(Ap=2r／R)，溶液中P点的压力小于A点，故液体自发地从A向P处流动，于是液膜逐渐变薄，此过程称为泡沫排液过程，当液膜变薄到一定程度，便导致液膜破裂，泡沫破坏。
所以纯液体不能形成稳定泡沫。
图一泡沫交界一、起泡力和泡沫稳定性(一)起泡力若将丁醇稀水溶液和皂角苷稀溶液分别置于试管并加以摇动，发现前者形成大量泡沫，后者形成少量泡沫，但丁醇水溶液泡沫很快消失，而皂角苷水溶液泡沫不易消失。
因此不能简单地讲哪种溶液起泡力好，因为起泡和泡沫稳定两者的标准是不同的。
由丁醇水溶液形成的稳定性小的泡沫，称为不稳定泡沫；由皂角苷水溶液形成的寿命长的泡沫，称为稳定泡沫。
起泡力的大小是以在一定条件下，摇动或搅拌时产生的泡沫多少来评定的。
表面活性剂的起泡和消泡
取代稳泡剂
表面活性剂可以取代泡沫 膜上的稳泡剂，降低膜的 弹性，使泡沫更容易破裂。
影响消泡性能的因素
表面活性剂的种类
不同类型的表面活性剂具有不同 的消泡性能，需要根据应用需求 选择合适的类型。
浓度与添加量
表面活性剂的浓度和添加量对消 泡效果有显著影响，浓度过高可 能导致二次起泡。
温度与pH值
温度和pH值对表面活性剂的消泡 性能也有影响，通常在适宜的温 度和pH值范围内消泡效果较好。
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表面活性剂起泡和消泡的理论研究
表面活性剂在溶液中的行为
01
研究表面活性剂在溶液中的溶解度、分子排列、聚集状态等，
以揭示其起泡和消泡的内在机制。
表面张力与表面活性剂的关系
02
研究表面张力与表面活性剂分子间的相互作用，以及其对起泡
和消泡的影响。
界面张力的研究
03
研究界面张力与表面活性剂分子间的相互作用，以及其对起泡
总结词
除了上述领域，表面活性剂的起泡和消泡特性在日化、纺织、印染、环保等众多领域中也得到了广泛应用。
详细描述
在这些领域中，表面活性剂通过调节泡沫的形成与消散，有助于提高生产效率和产品质量。例如，在日化产品中， 表面活性剂能够通过起泡作用轻松去除污渍；在环保领域中，消泡剂可用于控制污水处理过程中的泡沫产生，提 高处理效率和效果。
02
表面活性剂的起泡性能
起泡原理与机制
表面张力
降低界面弹性和黏附力
表面活性剂能够降低水的表面张力， 使得气体更容易在溶液表面形成气泡。
表面活性剂降低气-液界面的弹性和黏 附力，使得气泡不易合并和破裂。
形成单分子膜
表面活性剂分子在气-液界面形成单分 子膜，进一步稳定气泡。
表面活性剂的作用
全部性能有关，去污能力好的表面活性 剂，其各种性能的协同配合效果好。
表面活性剂的洗涤与去污作用 在制革中的应用举例
生皮脱脂过程：带有油脂、污垢的生皮在表面
活性剂溶液中，使皮-水间的表面张力显著降低， 从而使生皮能较好地被水润湿和渗透。水溶液 进入皮纤维之间后，降低了油污与皮纤维之间 的粘附力，借助机械作用，使油污脱离生皮进 入水中，进而被S.乳化、分散。已经乳化分散的 油污不再附着在皮纤维上，一部分油污进入S.的 胶束中，从而发生增溶作用而除去；还有一部 分油污，被泡沫粘附，随同泡沫漂浮到溶液表 面而除去。
• 浸水、浸灰、脱毛、鞣制以及染色、填表面活性剂的乳化作用
• 几个基本概念
1.乳化作用（乳化）：一种液体以小液珠（或液滴） 分散于另一种不混溶的液体中形成的类似于牛奶的多 相体系［乳（状）液］的过程。 2.分散相：以液珠形式存在的相（或内相、不连续 相）。 分散介质：连续成一片的另一相（或外相、连续相）。 3.乳化剂：为降低体系界面能、使乳液稳定加入的表 面活性剂
表面活性剂乳液
• 乳液类型及其辨别
• 水包油型乳液，以O/W表示； 油包水型乳液，以W/O表示； • 乳液类型的辨别： 常用电导法：O/W >W/O 需要指出的是： 1.在制革中普遍应用的是O/W型乳液； 2.乳液是热力学不稳定体系（形成乳液时，两液体的 界面增大）
表面活性剂
图9-8 十二烷基硫酸钠在水中的溶解度与温度关系
Krafft点
Krafft点是离子型表面活性剂的特征值，Krafft点 也是表面活性剂应用温度的下限，或者说，只有在 温度高于Krafft点表面活性剂才能更好的发挥作 用。 如十二烷基硫酸钠的Krafft点为8℃，而十二烷基 磺酸钠的Krafft点为70℃，在室温条件下使用，前 者作增溶剂为好，后者的Krafft点高就不够理想 .
表面活性剂的表面活性
表面活性剂分子在固体表面的吸附
固体表面与表面活性剂接触时，表面活性剂分子 很容易在固体表面发生吸附，由于这种吸附，固体 表面的状态和性质可以发生很大的变化， 在药剂制备中有很大的应用价值。如固体疏水性粉 末表面吸附亲水性表面活性剂有利于药物的润湿和 溶解。 固体极性不同，对表面活性剂的吸附表现不同特 点。
庚基乙二醇十二烷基醚的表面张力与浓度的关系
（三）临界胶束浓度的测定
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，准确性以后者为最好，因 为浓度低时是直线，CMC值时摩尔电导率随 浓度的平方根变化很大。曲线的转折点即为 CMC值。
十二烷基磺酸水溶液的电导率与浓度的关系
二、亲水亲油平衡值（HLB）
（三）临界胶束浓度的测定
由于表面活性剂的物理性质在临界胶束浓度附近的 较小范围内会发生突变，所以利用此特性，可测定 CMC值。测定方法有多种，下面只介绍二种常用的 方法。 1.表面张力法 表面活性剂水溶液的表面张力开始 时随溶液浓度增大而急剧下降，当达到CMC值后， 这种下降则变得缓慢或不再下降。因此，以表面张 力对浓度的对数作图，概述
表面活性剂的起泡与消泡
表面活性剂的起泡与消泡1.简述泡沫破坏的机制。
泡沫是气体分散在液体中的粗分散体系，体系存在着巨大的气一液界面，是热力学上的不稳定体系。
泡沫破坏的主要原因是（1）液膜的排液减薄；（2）泡内气体的扩散。
泡沫液膜的排液减薄（1）•重力排液气泡间的液膜，山于液相密度远大于气相的密度，因此在地心引力作用下就会产生向下的排液现象，使液膜减薄。
（2 ）・表面张力排液山于泡沫是山多面体气泡的堆积而成.在泡沫中气泡交界处就形成了如图7—3中的形状称之为Plateau边界（也称为Gibbs三角）。
B处为两气泡的交界处形成的气一液界面相对比较平坦可近似看成平液面而A处为三气泡交界处，液面为凹液面，从弯曲液面的附加压力来考虑，所以B处液体的压力应大于A处液体内部的压力，因此液体从压力大的B处向压力小的A处排液，使B处的液膜排液减薄。
气泡内气体的扩散，小气泡内的压力大于大气泡内的压力，因此（1）小泡会通过液膜向大泡里排气，使小气泡变小以至于消失，大泡变大且会使液膜更加变薄, 最后破裂。
（2）液面上的气泡也会因泡内压力比大气压大而通过液膜直接向大气排气，最后气泡破灭。
2.影响界面膜与泡沫的稳定性的因素有哪些？为什么？界面张力，低表（界）面张力有利于泡沫的形成，同时也有利于泡沫的稳定，但是，表面张力的大小并非决定因素界面膜的性质，界面液膜能否保持恒定要得到稳定的关键，影响界面膜性质的关键因素是液膜的表面粘度与弹性（1）表面粘度凡是体系的表面粘度比较高的体系，所形成的泡沫寿命也较长。
（2）界面膜的弹性（非强度）表面粘度比较高而且弹性好才有高的稳泡性能，理想的液膜应该是高粘度高弹性的凝聚膜。
表面活性剂的自修复作用，。
表面活性剂的自修复作用大，泡沫就稳定表面电荷:若泡沫液膜的表面上带有同种电荷，使泡沫稳定。
泡内气体的扩散:泡沫的排气性与液膜的粘度有关，液膜的表面粘度高，气体的相对透过率就低，气泡的排气速度慢，泡沫就稳定。
表面活性剂的分子结构:（1）表面活性基的疏水链SAA的疏水碳氢链应该是直链且较长的碳链，但碳链太长也会影响起泡剂的洛解度且刚性太强，所以一般起泡剂的碳原子数以C12〜C14较好。
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这种带有表面活性剂的双分子层 水膜厚度具有光的波长等级(数百纳 米)，因此的气泡在太阳光可以看到
七色光谱带。
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一、表面活性剂的起泡能力
前已述及，泡沫的产生是将气体分散于 液体中形成气--液的粗分散体，在泡沫形成 的过程中，气—液界面会急剧地增加，因此 体系的能量增加，这就需要在泡沫形成的过 程中，外界对体系作功，如通气时加压或搅 拌等方式。
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当外界对体系作功时，体系因产生泡
沫使体系的能量增加，其增加值为液体表
面张力γ与体系增加的气—液界面的面积
A的乘积(γ ×A)应等于外界对体系所作
的功。若液体的表面张力γ 越低，则气--
液界面的面积A就越大，泡沫的体积也就 越大，说明此液体很容易起泡。
表面活性剂就具有明显地降低水的表面张
第七章
主讲：化学学院应用化学系
巩育军
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第一节 泡沫简介
泡沫是指气体分散在液体中的分散体系， 气体是分散相，液体是分散介质。气泡被连 续相的液体隔开来。
泡沫有两种聚集态，（1）气体以小的 球型均匀分散在较粘稠的液体中，气泡间的 相互作用力弱，这种泡沫被称为稀泡，由于 外观类似乳状液，有时甚至称这种稀泡为
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2．界面膜的性质
界面液膜能否保持恒定要得到稳定的关
键，影响界面膜性质的关键因素是液膜
的表面粘度与弹性
(1)表面粘度 表面粘度是指液体表面分子 层内的粘度。表面活性不高的蛋白质和明 胶能形成稳定的泡沫是因为它们的水溶液 有很高的表面粘度。
2020/6/421ຫໍສະໝຸດ 2020/6/422
气，使小气泡变小以至于消失，大泡变 大且会使液膜更加变薄，最后破裂。
（２）液面上的气泡也会因泡内压力比大
气压大而通过液膜直接向大气排气，最后气 泡破灭。？？？
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第二节 表面活性剂的起泡和稳泡作用
有SAA的水溶液 形成泡沫的机理
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SAA会以疏水的碳氢链伸入气泡的气相 中，而亲水的极性头伸入水中。此时形成 的是由表面活性吸附在气—水界面上形成 单分子膜产生的气泡，当气泡上升露出水
“气体乳状液“
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（2）浓泡。浓泡的泡沫是密集的，气 泡间只被极薄的—层液膜所隔开，是结构 为多面体气泡的堆积。浓泡才是真正的 泡沫。
一、泡沫的分类 泡沫的分类方法有以下三种：
1．按泡沫的寿命分类 可分为寿命为几
秒的“短暂泡沫”和在无干扰条件下能 维持几天不破的“持久性泡沫”。
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以B处液体的压力应大于A处液体内部
的压力，因此液体从压力大的B处向压力 小的A处排液，使B处的液膜排液减薄。
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2.气泡内气体的扩散
因为形成泡沫的气泡的大小不一样，根 据Young-Laplace公式附加压力与曲率半径 成反比，小气泡内的压力大于大气泡内的压 力，因此（1）小泡会通过液膜向大泡里排
力的能力 ，因此表面活性剂具有很强的起
泡能力（性）。
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二、表面活性剂的稳泡能力
SAA的稳泡能力是指在表面活性剂水
溶液产生泡沫之后，SAA使泡沫持久不灭， 或增加泡沫“寿命”的能力。这与SAA在液 膜的性质有密切的关系。
三、影响表面活性剂稳泡能力的因素
1．界面张力
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（２）.表面张力排液 由于泡沫是由多面体
气泡的堆积而成．在泡沫中气泡交界处就形
成了如图7—3中的形状称之为Plateau边界
(也称为Gibbs三角)。
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B处为两气泡的交界处形成的气—液界 面相对比较平坦可近似看成平液面
而A处为三气泡交界处，液面为凹液面，
从弯曲液面的附加压力来考虑，所
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2．按起泡以及消泡之间的力平衡性质， 可分为不断接近平衡状态（起泡以及消
泡之间的力几乎相等）的“不稳定性泡
沫”，和平衡过程受阻的“稳定性泡沫” （起泡力大于消泡力）
3．按聚集状态可分为：
液多气少的“气泡分散体”即稀
泡， 气多液少的“泡沫” 浓泡
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二、泡沫产生的条件
1．气液接触
因为泡沫是气体在液体中的分散体系， 所以只有当气体与液体连续充分地接触时，
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三、泡沫的破坏机制
泡沫是气体分散在液体中的粗分散体系 体系存在着巨大的气—液界面，是热 力学上的不稳定体系。
造成泡沫破坏的主要原因是（1）液膜 的排液减薄；（2）泡内气体的扩散。
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１.泡沫液膜的排液减薄
（1）.重力排液 气泡间的液膜，由 于液相密度远大于气相的密度，因此在地心 引力作用下就会产生向下的排液现象，使液 膜减薄。
才有可能产生泡沫。这是泡沫产生的必要条 件。
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2。起泡速度应高于消泡速度
无论你向纯净的水中如何充气，也不
可能得到泡沫而只能出现单泡，因为纯水
产生的泡沫寿命大约0.5秒之内，瞬间存在， 即消泡速度高于起泡速度，所以纯水中的
只能出现单泡，因此不可能得到稳定的泡
沫。
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但水中表面活性剂的存在不仅使 发泡变得容易而且使发泡速度超过破 泡速度，从而得到稳定的泡沫。
低表（界）面张力有利于泡沫的形成， 同时也有利于泡沫的稳定，因为当形成多面 体的泡沫时，会产生表面张力排液的作用。 若液膜的表面张力低，在Plateu边界和平面 膜间的压差就会小，液膜排液减薄的速度就 慢，此时低表张力才有利于泡沫的稳定。
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但是，表面张力的大小并非决定因素， 例如乙醇的表面张力在20C0时为2.4mN·m-1。 由于其表面张力低，所以在外界条件作用下 乙醇易于产生泡沫，但泡沫很不稳定破灭很 快。而表面活性不太高的蛋白质、明胶等虽 然产生泡沫不如乙醇那么容易，但泡沫一旦 形成却很稳定。
溶液表面张力的高低与泡沫的寿命 无一定关系。
然而凡是体系的表面粘度比较高的体 系，所形成的泡沫寿命也较长。
因为十二烷基硫酸钠和月桂醇在气—液 界面上形成了致密混合膜所致。于是 十二烷基硫酸钠以C12H25SO4-；的形 式吸附在气泡液膜上形成双分子吸附 膜.极性头带有负电荷,产生电斥力，
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