表面活性剂物理化学资料
表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的吸附与吸附动力学
表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的吸附与吸附动力学表面活性剂的吸附与吸附动力学表面活性剂是一类能够在液体表面或液体与固体界面活跃积聚的分子，它们能够显著降低液体的表面或界面能，改变液体的性能和行为。
在化学教案中，学习表面活性剂的吸附与吸附动力学是非常重要的。
本文将从理论与实际应用两个方面，详细讨论表面活性剂的吸附特性以及相关的吸附动力学过程。
一、表面活性剂的吸附特性1. 表面活性剂的吸附现象在液体表面或液体与固体界面上，表面活性剂能够积聚并形成一个吸附膜。
这种吸附现象是由于表面活性剂分子的两个部分具有亲水性和疏水性，同时受到表面张力和胶束形成的影响。
表面活性剂的亲水性基团能够与水分子形成氢键，而疏水性基团则倾向于与油脂分子或固体表面发生疏水作用。
2. 吸附等温线与吸附量吸附等温线是描述表面活性剂吸附过程的一种图形表示。
它反映了吸附剂浓度与吸附剂在界面上的浓度之间的关系。
吸附等温线可以分为不可逆吸附、可逆吸附和亲和吸附等几种类型。
吸附量指的是单位面积或体积上表面活性剂的质量或摩尔浓度。
3. Langmuir吸附模型Langmuir吸附模型是最常用的描述表面活性剂吸附特性的模型之一。
该模型假设吸附在固体表面上的表面活性剂分子与其他表面活性剂分子无相互作用，并且吸附速率与脱附速率相等。
根据该模型，吸附等温线呈现出一个饱和吸附的曲线。
二、表面活性剂的吸附动力学1. 吸附速率与扩散表面活性剂吸附动力学过程中，吸附速率和脱附速率是非常重要的参数。
吸附速率受到扩散的影响，它可以通过Fick扩散定律来表达。
Fick扩散定律描述了物质在浓度梯度下的传输速率，即吸附剂分子自由扩散到界面上的速度。
2. 吸附动力学理论Michaelis-Menten动力学模型是描述表面活性剂吸附动力学过程的一种常用模型。
该模型假设表面活性剂在界面上的吸附速率与吸附剂分子浓度之间存在一个饱和性关系，且吸附速率正比于吸附剂分子与界面的亲和力。
表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的表面电荷与电化学性质
表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的表面电荷与电化学性质表面活性剂是一类广泛应用于日常生活和工业生产中的化学物质。
在这个教案中，我们将重点探讨表面活性剂的表面电荷和电化学性质。
了解这方面的知识对于理解表面活性剂的功能和应用至关重要。
一、表面活性剂的表面电荷表面活性剂是由亲水基团和疏水基团构成的分子。
亲水基团喜欢水，而疏水基团则排斥水。
由于这种结构特点，表面活性剂分子在水中会发生聚集现象。
在水溶液中，表面活性剂分子会形成胶束结构。
这是因为亲水基团朝向水相，而疏水基团则朝向胶束内部。
胶束结构中，表面活性剂分子的疏水基团相互靠拢，形成一个疏水核心。
亲水基团则散布在疏水核心的周围，并与周围的水分子发生作用。
这种结构中，表面活性剂分子的疏水基团被称为“疏水尾”，而亲水基团则被称为“亲水头”。
在胶束结构中，表面活性剂分子存在表面电荷。
亲水头与胶束周围的水分子发生氢键作用，形成一个带正电荷的区域。
同样，疏水尾也会与周围的水分子发生作用，形成一个带负电荷的区域。
因此，整个胶束分子具有正负电荷分布，这赋予了表面活性剂独特的表面电荷性质。
二、表面活性剂的电化学性质由于表面活性剂具有表面电荷，因此它们在电化学系统中表现出一些特殊的性质。
以下是一些与表面活性剂的电化学性质相关的重要概念：1. 界面电势界面电势是指表面活性剂分子所处界面的电势差。
由于表面活性剂分子的正负电荷分布，界面电势对于界面的稳定性和表面活性剂的功能起到重要作用。
界面电势的大小取决于表面活性剂浓度、pH值等因素。
2. 表面张力由于表面活性剂分子的存在，水溶液的表面张力会发生改变。
表面活性剂分子在液体表面形成胶束结构，降低了液体表面的张力。
这种现象使得表面活性剂广泛应用于液体界面的稳定剂和乳化剂。
3. 电泳电泳是指在电场作用下，带表面电荷的颗粒或分子在液体中运动的现象。
表面活性剂分子通过调控电离度和溶解度，可以影响电泳过程中颗粒的运动方向和速度。
这在电泳分离和分析中具有重要意义。
大学表面活性剂复习资料（考试用）
大学表面活性剂复习资料（考试用）表面活性剂化学复习资料名词解释题目第一章表面活性剂的概述1.表面：液体或固体和气体的接触面。
（物质和它产生的蒸汽或者真空接触的面）2. 界面：液体与液体，固体与固体或液体的接触面。
（物质相与相之间的分界面称之为界面）3. 表面张力：指垂直通过液面上任一单位长度、与液面相切的收缩表面的力（N/m）。
4. 表面自由能：指液体增加单位表面上所需做的可逆功，或恒温恒压下增加单位表面积时体系自由能的增值，或单位表面上的分子比体相内部同分子量所具有的自由能过剩值，称为表面自由能（J/m2）。
5. 表面活性：在液体中加入某种物质使液体表面张力降低的性质叫表面活性。
如肥皂中的脂肪酸钠，洗衣粉中的烷基苯磺酸钠等。
6. 表面活性剂：是指在某液体中加入少量某物质时就能使液体表面张力急剧降低，并且产生一系列应用功能，该物质即为表面活性剂。
第二章表面活性剂的作用原理1. 吸附：表面上活性剂这种从水内部迁至表面，在表面富集的过程叫吸附。
2. 低表面能固体：表面活性剂的表面能<100mJ/m2的物质3. 高表面能固体：表面活性剂的表面能>100mJ/m2的物质。
4. 胶束：两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。
（2）反胶束：表面活性剂在有机溶剂中形成极性头向内，非极性头尾朝外的含有水分子内核的聚集体，称为反胶团。
（3）临界胶束浓度：表面活性剂溶液的表面张力随着活性剂浓度的增加而急剧地降低，但是当浓度增加到一定值后，表面张力随溶液浓度的增加而变化不大，此时表面活性剂从分子或离子分散状态缔合成稳定的胶束，从而引起溶液的高频电导、渗透压、电导率等各种性能发生明显的突变，这个开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度(CMC)。
（4）亲水-亲油平衡值（HLB）：系表面活性剂中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力，是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。
表面活性剂物理化学
叶志文
推荐教材：《表面活性剂作用原理》 ——中国轻工业出版社
作者： 赵国玺 朱步瑶
授课内容
★ 表面活性剂的基本概念与基本方法 ★表面活性与表面活性剂 ★表面活性剂溶液的基本特性 ★表面张力与表面自由能、疏水效应 ★表面活性剂的结构与类型 ★液体表面张力的测定方法等
★ 表面活性剂的界面化学与胶体化学性质 ★表面活性剂在各种界面上的吸附和在溶液中形
其它：
香精：赋香 柠檬酸：调节PH，使体系呈现酸性，更大地发挥阳离子调理 作用。 EDTA：由于是洗去性配方，考虑到国内水质问题，采用了 硬水软化剂。 甲基氯异噻唑啉酮、甲基异噻唑啉酮：被称为卡松的防腐剂， 防霉效果非常优异，在PH较低情况下效果有好的发挥，因 为用在冲洗型产品中，可以不必过多考虑它的刺激性和毒性。 苯甲醇：防腐剂。
W=f×△S=σ×2L ×△S△A
W为所做的功， 或称增加的表 面自由能 σ为表面张力； △A为增加的表 面积。
表面张力和表面自由能分别是用力学 方法和热力学方法研究液体表面现象时 采用的物理量，具有不同的物理意义， 却又具有相同的量纲。 25℃时水的表面张力为72 mN/m。
各类有机化合物中，具有极性的碳氢 化合物液体的表面张力大于相应大小的 非极性碳氢化合物液体的表面张力；有 双环或共轭双键的化合物比饱和碳氢液 体的表面张力高；同系物中，相对分子 质量较大者表面张力较高；若碳氢化合 物中的氢被氟取代形成碳氟烃，其表面 张力将远远低于原来的碳氢液体；一般， 液体表面张力随温度上升而下降。
表面张力的产生，从简单分子引力观点来看，是 由于液体内部分子与液体表面层分子(厚度约10－7cm) 的处境不同。液体内部分子所受到的周围相邻分子的 作用力是对称的，互相抵消，而液体表面层分子所受 到的周围相邻分子的作用力是不对称的，其受到垂直 于表面向内的吸引力更大，这个力即为表面张力。
第十讲 表面活性剂
离子SAa： Γ 显著增大。
更多反离子进入吸附层削弱表面活性剂离子间电性排斥，排列紧密。
四、表面活性剂溶液在表面上的吸附
2、各种物理化学因素对吸附的影响
B 对降低表面张力能力的影响 （1）由表面吸附的分子性质和密度决定；
（更主要）SAa类型： cm （c 离子 ） cm （c 非离子）
张力，电导，渗透压，界面张力，洗涤作用）在溶液 达到一定浓度后就偏离一般强电解质溶液的规律（即 使对于离子型SAa）且各种性质都在一个相当窄的范 围内发生突变。（20世纪Mcbain研究羧酸盐与NaCl 溶液差异）
二、表面活性剂溶液的物理化学特性
十二烷基硫酸钠水溶液的一些物理化学性质
二、表面活性剂溶液的物理化学特性
T Kc
Γm 1Kc
常写作：
c 1 c Γ ΓmK Γm
c Γ
～ c 做图
极限吸附量 = 斜率 –1（一般不采用此法求）
四、表面活性剂溶液在表面上的吸附
1、吸附层结构与状态
C12SO4Na：2.1 nm ×（0.47 ～ 0.5 nm）
平躺时：1nm2以上 直立时：0.25nm2
C12H25O(C2H4O)nH
三、Gibbs吸附公式对各种SAa溶液之应用
维持盐浓度不变 则： dlnaNa 0
此时： d RΓ T A dln a A 1RT形式
同时：过量电解质的加入使溶液离子强度大致恒定，则 f 基本恒定。
此时： da l ndln cdln f
公式中可用浓度 c 代替活度 a 。
三、Gibbs吸附公式对各种SAa溶液之应用
（2）硅SAa （3）高分子SAa
一、表面活性剂的结构特征与类型
物理化学中的表面活性剂
物理化学中的表面活性剂表面活性剂是物理化学领域中的一类重要化合物，它们在许多领域中发挥着关键作用。
本文将介绍表面活性剂的定义、分类、性质以及在实际应用中的重要性。
一、表面活性剂的定义和分类表面活性剂是一类具有降低液体表面张力的化合物。
它们通常由两部分组成：亲水基团和疏水基团。
亲水基团能与水分子形成氢键，而疏水基团则对水不具有亲和力。
根据亲水基团的性质，表面活性剂可分为阴离子、阳离子、非离子和两性离子四类。
阴离子表面活性剂是最常见的一类，其亲水基团通常是负离子，如硫酸根、磺酸根等。
阳离子表面活性剂的亲水基团是正离子，如胺基、季铵盐等。
非离子表面活性剂则没有离子基团，通常是由多个氧原子组成的聚氧乙烯链。
两性离子表面活性剂则同时具有正离子和负离子基团。
二、表面活性剂的性质表面活性剂具有许多独特的性质，这使得它们在各种应用中发挥重要作用。
1. 降低表面张力：表面活性剂能够在液体表面形成单分子膜，降低液体的表面张力。
这使得液体能够更容易湿润固体表面，提高液体在固体上的润湿性。
2. 分散和乳化作用：表面活性剂在液体中形成胶束结构，能够有效地分散固体颗粒或液滴。
这使得表面活性剂在洗涤剂、乳化剂等领域有广泛应用。
3. 胶束形成：表面活性剂在适当浓度下能够形成胶束结构。
胶束是由表面活性剂分子组成的微小球形结构，疏水基团朝向内部，亲水基团朝向外部。
胶束的形成使得表面活性剂在溶液中具有良好的分散性和乳化性。
4. 表面吸附：表面活性剂能够在固体表面吸附形成单分子层，这对于改善固体表面性质、调节固体颗粒的分散性和稳定性具有重要作用。
三、表面活性剂的应用表面活性剂在许多领域中都有广泛的应用。
1. 日用化学品：表面活性剂是洗涤剂、肥皂、洗发水等产品的重要成分。
它们能够有效地去除油污和污渍，并提供良好的润湿性。
2. 医药领域：表面活性剂在药物制剂中常用作乳化剂、分散剂和溶剂。
它们能够改善药物的稳定性和生物利用度。
3. 石油工业：表面活性剂在石油开采中被广泛应用。
表面活性剂化学知识点
表面活性剂化学知识点第一讲 表面活性剂概述1、降低表面张力为正吸附，溶质在溶液表面的浓度大于其在溶液本体中的浓度，此溶质为表面活性物质。
增加表面张力为负吸附，溶质在溶液表面的浓度小于其在溶液本体中的浓度，此溶质为表面惰性物质。
2、表面张力γ ：作用于单位边界线上的这种力称为表面张力，用 γ表示，单位是N ·m-1。
影响纯物质的γ的因素(1) 物质本身的性质（极性液体比非极性液体大，固体比液体大）(2) 与另一相物质有关。
纯液体的表面张力是指与饱和了其本身蒸汽的空气之间的界面张力。
(3)与温度有关：一般随温度升高而下降．(4)受压力影响较小．3、表面活性剂的分子结构特点“双亲结构”亲油基：一般是由长链烃基构成，以碳氢基团为主亲水基：一般为带电的离子基团和不带电的极性基团疏水基的疏水性大小：脂肪烷基＞脂肪烯基＞脂肪烃-芳基＞芳基＞带有弱亲水基的烃基。
相同的脂肪烃疏水性强弱顺序：烷烃＞环烷烃＞烯烃＞芳香烃。
从HLB 值考虑，亲水基亲水性的大小排序： －SO4Na 、－SO3Na 、－OPO3Na 、－COONa 、—OH 、—O －极性头 8－18C 长链烷基等非极性基团4、离子表面活性剂（一）阴离子表面活性剂：起表面活性作用的部分是阴离子。
1）高级脂肪酸盐：①通式：(RCOO)n-Mn+脂肪酸盐②分类：一价金属皂(钾、钠皂)；二价或多价皂(铅、钙、铝皂)；有机胺皂(三乙醇胺皂)③性质：具有良好的乳化能力，易被酸及多价盐破坏，电解质使之盐析。
④应用：具有一定的刺激性，只供外用。
2）硫酸化物：①通式：R-OSO3-M+②分类：硫酸化油(硫酸化蓖麻油称土耳其红油)；高级脂肪醇硫酸脂(十二烷基硫酸钠) 。
③性质：可与水混溶，为无刺激的去污剂和润湿剂；乳化性很强，稳定、耐酸、钙，易与一些高分子阳离子药物发生沉淀。
④应用：代替肥皂洗涤皮肤；有一定刺激性，主要用于外用软膏的乳化剂。
有时也用于片剂等固体制剂的润湿剂或增溶剂。
大学表面活性剂物理化学P
表面活性剂最初应该是伴随着地球生
物的起源、进化而产生的一类生理活性物 质，人类对表面活性剂的认识始于肥皂。 在表面活性剂漫长的发展进程中，人类从 发现、利用到人工合成，经历了一个从 “仿生”到“超生”的过程。目前，表面 活性剂已经成为具有降低表面张力、增溶、 润湿、乳化、泡沫、分散、洗涤等多种表 面活性作用和平滑、柔软、抗静电、抗菌、 匀染等多种非表面活性作用的高效的精细 化学品，成为包括纺织、食品、石油等许 多生产领域必不可少的“工业味精”。
人类认识表面活性剂是从洗涤剂开的皂（甘油三羧酸酯水解产物） 皂角（皂苷）和猪胰（富含消化酶） 肥皂（洋胰子）：不耐硬水、不耐酸 土耳其红油：蓖麻油与硫酸的反应产物 短链烷基萘磺酸盐类表面活性剂（Nekal，拉开粉）：煤
焦油衍生物 烷基硫酸盐及长链烷基芳基（苯基）磺酸盐及非离子表
面活性剂：目前大量使用
目前洗涤剂要求：洗涤效率高，对皮肤和粘膜刺激性 小，对织物和头发具有柔软功能，对环境友好，易于 生物降解等。
潘婷护发素 解构 —表面活性剂作用
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主乳化剂(表面活性剂）：
硬脂酰胺丙基二甲基胺：弱的阳离子乳化剂， 在酸性条件下具有弱的阳离子表面活性，在护 发素中起到乳化作用及主要的调理作用。
第一章 绪 论
1.1 表面活性剂（surfactant，tenside) 表面活性剂是这样一种物质，它活跃
于表面和界面上，具有极高的降低表、 界面张力的能力和效率；在一定浓度以 上的溶液中能形成分子有序组合体，从 而具有一系列应用功能。
界面是指物质的相 与相之间的交界面。
通常将有气相组 成的气—固、气— 液等界面称为表面。
物理药剂学 第四章 药物的表面现象与表面活性剂
§2 表面活性剂的分类
天然、合成表面活性剂 离子型表面活性剂；非离子型表面活
性剂
水溶性和油溶性表面活性剂 高分子表面活性剂 保护胶体 水溶性高分子
高级脂肪酸盐
硫酸化物 阴离子 离子表面活性剂 阳离子 磺酸化物
1.碱金属皂 2.碱土金属皂 3.有机胺皂
两性离子：卵磷脂、氨基酸型和甜菜碱型 脂肪酸甘油酯 多元醇型 非离子表面活性剂 1.蔗糖脂肪酸酯 2. 脂肪酸山梨坦（司盘） 3.聚山梨酯（吐温） 1.聚氧乙烯脂肪酸酯
2. 聚氧乙烯型 (1)聚氧乙烯脂肪酸酯（酯型） 通式：RCOOCH2(CH2OCH2)nCH2OH e.g.：卖泽, Myrij；聚氧乙烯40硬脂酸酯 (polyoxyl 40 stearate)， O/W型乳化剂 (2)聚氧乙烯脂肪醇醚（醚型） 通式：RO(CH2CH2O)nH e.g.：苄泽, Brij；Brij 30与Brij 35是不同分 子量聚乙二醇与月桂醇的缩合物 西土马哥、平平加0、埃莫尔弗 这一类表面活性剂通常被用作O/W型乳化剂
一价金属皂（钾、钠皂）
性质：易溶于水，在PH9以上稳定，在 PH9以下则析出脂肪酸而失去表面活性； 多价金属离子可与其结合成不溶性肥皂； 电解质使之盐析；乳化能力（O∕W） 很强，刺激性较大。 应用：一般只作外用。 钾皂potassium soap ：制备液状皂，外 用醑剂
二价或多价皂（铅、钙、铝皂）
聚氧乙烯型
2.聚氧乙烯脂肪醇醚
聚氧乙烯－聚氧丙烯共聚物
一、离子型表面活性
阴离子：高级脂肪酸盐、硫酸化物、 磺酸化物、胆盐 阳离子：季铵类化合物 两性离子型：卵磷脂、氨基酸型和甜 菜碱型
（一）阴离子表面活性剂
1. 高级脂肪酸盐 通式：(RCOO－)nMn＋ e.g.：硬脂酸钠、钙、镁等 分类： 一价金属皂（钾、钠皂）； 二价或多价皂（铅、钙、铝皂）； 有机胺皂（三乙醇胺皂） 性质：具有良好的乳化能力，易被酸破坏。 应用：具有一定的刺激性，多供外用。
表面活性剂复习资料
表面活性剂复习资料一、名词解释1.表面活性：因溶质在表面发生吸附（正吸附）而使溶液表面张力降低的性质。
2.表面：把一个相和它本身蒸汽接触的分界面称之。
3.界面：把一相与另一相(结构不同)接触的分界面称之。
4.表面(界面)现象:处于任何相态的任何物质的表面与其体相相比较, 二者在组成、结构、分子所处的能量状态和受力情况等方面均有差别，由此而产生的各种物理和化学现象。
5.表面张力:垂直通过液面上任一单位长度、与液面相切的收缩表面的力，简称为表面张力，其单位为mN/m.。
6.表面活性剂：能吸附在表（界）面上，在加入量很少时即可显著改变表（界）面的物理化学性质，从而产生一系列的应用功能．7.吸附：表面活性剂从水内部迁至表面，在表面富集的过程8.表面过剩：其意义是若自1cm2的溶液表面和内部各取一部分，其中溶剂的数目一样多，则表面部分的组分i比内部所多的摩尔数，记为Γi (1)。
9.胶束；两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，以减少憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。
10. 双水相体系；是指某些物质的水溶液在一定条件下自发分离形成的两个互不相溶的水相。
11.表面能小于100mJ/m2的固体称为低表面能固体，聚合物和固态有机物。
12.无机固体和金属的表面能多大于100mJ/m2，称为高表面能固体。
13. 临界胶束浓度；表面活性剂溶液中开始形成胶束的最低浓度称为，简写为cmc）。
14.亲水－亲油平衡值（HLB值）；亲水基和疏水基之间在大小和力量上的平衡程度的量度。
15.krafft点：离子型表面活性剂，在温度较低时，表面活性剂的溶解度一般都较小，当达到某一温度时，表面活性剂的溶解度突然增大，这一温度被称为krafft点16.浊点；即一定浓度的非离子表面活性剂溶液在加热过程中，活性剂突然析出使溶液浑浊的温度点。
表面活性剂的物理化学性质
表面活性剂的物理化学性质(1)表面张力大家知道，化学物质在不同的温度和压力下有气态、液态和固态三种聚集状态。
很明显，当不同聚集状态的物质互相接触的时候，互相之间存在着接触面。
例如气体-液体、气体-固体、液体-液体、液体-固体、固体一固体等接触面。
由于气体是无形的，人们用眼睛实际上没有办法看见气体与液体或者气体与固体的接触面，我们能够看见的是液体或者固体的表面。
所以，习惯上把其他两种聚集体与气体之间的接触面称为表面，即把气体-液体、气体-固体接触面称之为表面。
严格地说，聚集体与聚集体之间的接触面应该称为界面，也就是说气体-液体、气体-固体、液体-液体、液体-固体、固体-固体等相互间的接触面统称为界面，表面只是界面的一种。
物质是由分子和原子组成的，物质内部的分子或原子间存在着一种相互作用力——范德华力；它是一种吸引力，作用范围只有几十个纳米(nm)。
以液相物质为例，体系中表面层分子与液体内部分子所受范德华力的状态可以用图3来表示。
图3分子所受范德华力的状态图中的分子按照受力状态的不同分为两种类型，即处在液体内部的分子(A)和处在液体表面的分子(B)。
在液体内部，分子A周围的分子是完全相同的，其他分子对它的作用力是对称的，彼此相互抵消，总的合力为零。
所以分子A在液体内部可以自由移动而不消耗功。
而处在气相-液相表面的分子B就不同了。
分子B一面受到液体内部分子对它的吸引力，另一面受到液体外部的气体分子对它的吸引力。
由于密度的原因，这两股作用力的大小是很不相同的。
液体的密度大，分子之间靠得非常近，液体内部分子对B分子的吸引力大，而气体的密度小，气体分子对B分子的吸引力小。
气相分子的作用力远小于液相内部分子对表面层分子的引力，两者比值约为l／1000，总的合力垂直于表面指向液体内部，其结果是表面分子B被拉人液体内部，在表面产生张力。
因而表面层分子B比液体内部分子A相对地不稳定，它有向液体内部迁移的趋势，在表面张力作用下液体表面总有自动缩小的趋势。
【大学课件】表面活性剂物理化学
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第二节、表面活性剂溶液的体相性质与胶束理论
一、表面活性剂性质与浓度关系
1、表面活性剂的一个重要性质就是显 著降低水的表面张力，溶液的表面张力随 着表面活性剂浓度的增加而急剧下降，待 浓度达到一定值之后，表面张力几乎不再 改变，且表面张力随浓度的关系曲线有一 个明显的转折点。图中可以看出，所有物 理性质的变化都有一个转折点，而且此转 折点又都在一个不大的浓度范围内。这说 明随着表面活性剂浓度的改变，不仅表面 张力这一表面性质有突变点，而且其内部 性质（或称体相性质）如当量电导、渗透 压以及密度变化也发生了突变，这意味着 溶液内部的状态发生了某种突变。从本质 而言，这些体相性质的突变实际上是与表 面活性剂内部形成“胶束”有关。
图2-2 十二烷基硫酸钠溶液表面吸附等温线
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1、 非离子型表面活性剂在溶液表面的吸附 决定非离子表面活性剂极限吸附量的主要因素是极 性基的大小。疏水链越长则吸附的浓度越低。 升高温度使吸附膜排列更为紧密。 加入无机盐使吸附稍有增加。
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各类表面活性剂在溶液表面吸附规律： 表面活性剂分子横截面积小者极限吸附量较大。 非离子型表面活性剂的极限吸附量大于离子型的 同系物的极限吸附量差别不太大。 温度升高，极限吸附量减少。 无机电解质对离子型表面活性剂的吸附有明显的 影响，对非离子影响不明显。
式（2-1）的物理意义是：当温度一定，若加 入溶质能降低溶剂表面张力，即( )<0，则Γ >0， 说明溶液表层中溶质的量大于溶液内部，即为正吸 附；反之，若加入溶质能增加溶剂表面张力，即 ( )>0，则Γ <0，说明溶液内部溶质量大于溶液表 层，即为负吸附。一般无机盐类和多元醇类化合物 /sundae_me 溶液属此类。 ng
物理化学中国药科大学表面活性剂及其作用
4.乳化作用
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。
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。
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
R-O-(CH2CH2O)nH 脂肪醇聚氧乙烯醚
表面活性剂效率
表面活性剂有效值 使水的表面张力明显降低所需要的表面活性剂的浓度。显然，所需浓度愈低，表面活性剂的性能愈好。 能够把水的表面张力降低到的最小值。显然，能把水的表面张力降得愈低，该表面活性剂愈有效。 表面活性剂的效率与有效值在数值上常常是相反的。例如，当憎水基团的链长增加时，效率提高而有效值降低。
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202X——202X年度
润湿作用
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文艺清新工作总结
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。
二、表面活性剂的HLB值
表面活性剂的亲水亲油平衡值 HLB(hydrophile-lipophile balance)值，亲水亲油平衡值，表示表面活性剂的亲水性。定义：石蜡HLB＝0，聚乙二醇HLB＝20 表面活性剂的HLB＝0－20。 DAVIES规则： HLB＝7＋(各基团的HLB) C16H33OH: HLB=7+1.9+16×(-0.475)=1.3
物理化学：12.09 表面活性剂
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超过临界胶束浓度后，由于表面相已被活 性分子占满，只能增加溶液中胶束的数量， 而胶束不具备活性（憎水基团在胶束内 部），所以表面张力不再下降。
例如：在用洗衣粉 ( 活性剂 ) 去污时，当浓 度达到临界胶束浓度后，即使再增加浓度， 其去污力也不再增加，所以浓度适当即可。
DW SW DS
当加入洗涤剂后，憎水基团吸附在 D、S 表 面，使 D-W 、 S-W 下降，即使粘附功 ：
Wa变小 机械搅拌脱污
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去污过程：
在水 (W) 中，粘附于固 体衣物 S 表面的污垢 D， 在洗涤剂的作用下，降 低了D与S的粘附功 Wa， 而使 D 脱落。
粘附功： Wa DW SW DS
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Wa DW SW DS
将粘附在一起的 D-S 分 离，外力所需作功为：
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• 阳离子型：如烷基三甲氯化铵（书 P919）。 2. 非离子型表面活性剂
如多元醇型非离子活性剂；
3. 两性表面活性剂 如甜菜碱型阴、阳离子两性表面活性剂。
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二、表面活性剂的结构对其效率、有 效值的影响
表面活性剂的效率：
使水表面张力明显降低所需的表面活性剂 的浓度。效率越高，水溶液表面张力明显
§12.9 表面活性剂
表面活性剂：能显著降低水的表面张力， 降低水的表面自由能的物质。 其在表面相中的排列：
亲水的极性基团 朝里 憎水的非极性基团 朝外 ( 8~18 个 C 的直链烃)
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一、表面活性剂的分类
《物化表面活性剂》PPT课件
表面活性剂的作用原理
• 自身分子中不同部分分别对于不同的两相的亲和， 使得两相均将该表面活性剂分子看作本相的成分。
• 由于两相都将表面活性剂分子看作本相的一个组 分，就相当于两个相与该类分子都没有形成界面。
• 通过这种方式部分的消灭了两个相的界面，降低 了表面张力和表面自由能。
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通过： • 在气液两相界面吸附降低表面张力； • 在液体界面间吸附来降低界面张力。 • 许多表面活性剂也能在本体溶液中聚集成
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阳离子表面活性剂
季胺盐 吡啶卤化物 咪唑啉化合物 烷基磷酸酯取代胺
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阳离子表面活性剂
• a 季胺盐：
主要用作柔软剂、抗静电剂、杀菌剂、 破乳剂等、无毒无臭，对皮肤无刺激。
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阳离子表面活性剂
• b、吡啶卤化物： • 对伤寒杆菌和金黄色葡萄球菌有杀灭
能力，在食品加工、餐厅、饲养场和 游泳池等处作为洗涤消毒剂使用。
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阴离子表面活性剂
• e、烷基酰胺甜菜碱： • 以氨基酸为原料合成的阴离子表面活
性剂，RCONHR‘COONa， • 产生泡沫多且稳定，刺激性小，可用
于婴儿洗发香波，口腔清洁剂等产品。
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阳离子表面活性剂
• 溶于水后生成的亲水基团为带正电荷的 原子团
• 不具备去污力 • 不能直接与阴离子表面活性剂配伍应用 • 用作杀菌剂，抗静电剂。
表面活性剂的定义
表面活性剂 (surfactant)：是指具 有固定的亲水亲油 基团，在溶液的表 面能定向排列，并 能使表面张力显著 下降的物质。
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表面活性剂的分子结构
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硫酸钠：在洗衣粉中是重要的填充剂， 可以降低产品价格，也可降低洗涤剂活 性物的临界胶束浓度，能在洗衣粉中表 面活性剂浓度较低时发挥洗涤作用。
过氧酸盐：主要是利用它放出来的活性
氧使污斑氧化，作为去污斑剂，可除去 铁锈等斑迹。洗衣粉中常用的是过硼酸 钠，它含10.38%的活性氧。
荧光增白剂：是一种微黄色带有荧光性
的染料，它溶解在水中被吸附在衣服的 纤维上，而不会立即被水冲掉。这种染 料吸附后能增加被洗织物的光泽，保持 印花衣服的白度、亮度及鲜艳的色彩度。 此外，在洗衣粉中还常有料浆调节剂， 即甲苯磺酸钠，以及香料、色素等。
加酶洗衣粉是在洗衣粉中加入了一定数 量的酶制剂：酶制剂是一种生物制剂， 加入洗衣粉中可对相应的污垢进行生化 反应，如脂肪酶可使油脂类污垢分解； 淀粉酶可分解淀粉类污垢。使用酶制剂 进行洗涤可以缩短洗涤时间，延长织物 寿命，有效地提高去污力。在通常的加 酶洗衣粉中一般都加入的是碱性蛋白酶， 这对洗涤人体所分泌的污垢有特殊的效 能
有机物助剂
羧甲基纤维素：它是用棉短绒先与碱液 反应，生成碱性纤维素，然后与一氯醋 酸钠的乙醇溶液经醚化反应，生成羧甲 基纤维素钠盐。羧甲基纤维素钠盐在洗 涤剂中的作用是它能吸附在污垢质点周 围及织物的表面上，由于它带有多量负 电荷，在静电排斥力作用下，使污垢质 点很好的悬浮，分散在溶液中、不会再 沉积到织物上。
硅酸钠：与其他助剂使用时能起到互相 协调的作用，具有良好的助洗效果。它 对金属的表面上生成一层很薄的保护层， 抑制洗衣粉中磷酸盐对洗衣机金属表面 的腐蚀。硅酸钠的水溶液在洗涤过程中 对溶液中的污垢和固体微粒具有悬浮、 分散和乳化的能力，能防止污垢再沉积 到织物上。硅酸钠水溶液经水解，能产 生氢氧基，使溶液保持一定的pH值，这 种缓冲作用可节约洗涤剂中表面活性剂 的用量。
物的起源、进化而产生的一类生理活性物 质，人类对表面活性剂的认识始于肥皂。 在表面活性剂漫长的发展进程中，人类从 发现、利用到人工合成，经历了一个从 “仿生”到“超生”的过程。目前，表面 活性剂已经成为具有降低表面张力、增溶、 润湿、乳化、泡沫、分散、洗涤等多种表 面活性作用和平滑、柔软、抗静电、抗菌、 匀染等多种非表面活性作用的高效的精细 化学品，成为包括纺织、食品、石油等许 多生产领域必不可少的“工业味精”。
合成洗衣粉是粉状（或颗粒状）洗涤剂，是生 活中合成洗涤剂最常见的一种。这种洗涤剂是用 表面活性与助剂配成粘稠的料浆，然后用喷雾干 燥方法和附聚成型方法制造的一种混合物。洗衣 粉是由多种化学成分组成的，起主要作用的是表 面活性剂，如烷基苯磺酸钠、烷基磺酸钠、脂肪 醇硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、环氧乙烷和环氧 丙烷的共聚物等。各种化学物质相互促进，相互 弥补，使洗涤去污效果更为理想。这些表面活性 剂也可直接用来作为洗涤剂使用，但是洗涤去污 效果并不十分理想，而且成本较高。因此，配制 洗衣粉时还要加入一些助洗剂和辅助剂，使洗衣 粉性能更完善，贮存、使用都比较方便。洗衣粉 通用的助剂可分为无机盐和有机物两大类。
表面活性剂物理化学
叶志文
推荐教材：《表面活性剂作用原理》 ——中国轻工业出版社
作者： 赵国玺 朱步瑶
授课内容
★ 表面活性剂的基本概念与基本方法 ★表面活性与表面活性剂 ★表面活性剂溶液的基本特性 ★表面张力与表面自由能、疏水效应 ★表面活性剂的结构与类型 ★液体表面张力的测定方法等
★ 表面活性剂的界面化学与胶体化学性质
无机盐助剂
磷酸盐：有正磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢 钠及三聚酸钠，洗衣粉中应用较普遍的是三聚磷酸 钠。三聚磷酸钠中多价的金属离子具有较强的螯合 能力，能将不溶解的多价金属阳离子络合，变成可 溶性的复合离子，如可将水中的钙、镁离子螯合， 使它们不致沉积到织物上去，大提高了洗涤剂活性 物的洗涤效能。三聚磷酸钠还对微细的无机粒子或 脂肪微滴具有分散、乳化、胶溶作用，可以提高污 垢的悬浮能力，防止污垢再沉积到织物上，从而提 高了洗涤剂的洗净作用。由于三聚磷酸钠含6个结 晶水，不易吸收水分，可使洗衣粉保持良好的流动 性与颗粒度，使成品干爽，便于包装，不致产生粉 尘、吸潮、粘结等不良现象。
于表面和界面上，具有极高的降低表、 界面张力的能力和效率；在一定浓度以 上的溶液中能形成分子有序组合体，从 而具有一系列应用功能。
界面是指物质的相 与相之间的交界面。
通常将有气相组 成的气—固、气— 液等界面称为表面。
相（phase）是 指体系中物理和化 学性质均匀的部分
表面活性剂最初应该是伴随着地球生
★表面活性剂在各种界面上的吸附和在溶液中形
成有序组合体的特性
★ 混合表面活性剂体系的基本性质 ★ 一般不溶物单分子膜、表面活性剂不溶
膜、固体表面上的超薄膜 ★ 表面活性剂应用基础性质
润湿、起泡、乳化、加溶、分散、洗涤等
★ 表面活性剂结构与性能的一些规律 ★ 表面活性剂新疆界
第一章 绪 论
1.1 表面活性剂（surfactant，tenside) 表面活性剂是这样一种物质，它活跃
人类认识表面活性剂是从洗涤剂开始。
常用洗涤剂
发展历程：
山羊油制成的皂（甘油三羧酸酯水解产物） 皂角（皂苷）和猪胰（富含消化酶） 肥皂（洋胰子）：不耐硬水、不耐酸 土耳其红油：蓖麻油与硫酸的反应产物 短链烷基萘磺酸盐类表面活性剂（Nekal，拉开粉）：煤
焦油衍生物 烷基硫酸盐及长链烷基芳基（苯基）磺酸盐及非离子表
面活性剂：目前大量使用
目前洗涤剂要求：洗涤效率高，对皮肤和粘膜刺激性 小，对织物和头发具有柔软功能，对环境友好，易于 生物降解等。
洗衣粉成分及作用
洗衣粉的主要成分是十二烷基苯磺酸钠， 具有很好的去污作用，使用方便，主要 成分主要包括表面活性剂、助洗剂、稳 定剂、分散剂、增白剂、香精和酶等。
LAS(对十二烷基苯磺酸钠)： 20，AS （烷基磺酸盐）： 10，硫酸钠： 30，碳 酸钠： 7，硅酸钠： 5，STPP(三聚磷酸 钠)： 25，复合酶： 2，CMC(羧甲基纤 维素)： 1，增白剂： ≈0.1，色素、香精：