第七章表面活性剂的起泡和消泡作用PPT

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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。
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
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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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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11Biblioteka 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
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。
第七章 表面活性剂
的起泡和消泡作用
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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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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，
“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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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。
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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。
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，
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
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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
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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。
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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。
（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
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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
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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
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
面与空气接触时，表面活性剂就吸附在 液面两侧形成双分子膜.
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。