表面活性剂概述
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把液体限制其表面及力图 使它收缩的单位直线长度 上所作用的力,称为表面 张力.
docin/sundae_meng
表面张力的存在,使液体表面积趋于缩小。
雨滴
肥皂泡
表面张力的大小与形成表面的两种物质
的性质有关
docin/sundae_meng
(1)浓度增 大,σ随之增 大。无机酸碱
盐溶液。
(2)浓度增大, σ随之减小。有 机酸、醇、醛等
正吸附现象
气体(极性小)
水(极性大)
憎水 亲水
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(1)胶束:表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达 一定浓度时,其非极性部分会自相结合,形成聚集 体,使憎水基向里、亲水基向外,这种多分子聚集 体称为胶束。
随着亲水基不同和浓度不同,形成的胶束可呈现 棒状、层状或球状等多种形状。
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常见的亲水基
-COOH、-SO3H、-NH2、-OH、硫酸酯基,醚基等,亲 水基的种类繁多,使得表面活性剂的种类复杂,用 途广泛。
常见的亲油基
一般由烃基构成:C8-C18的直链烷烃、环烷烃、芳 烃衍生物等。
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二、表面活性剂的分类
溶解性
壬基酚、十二醇
类别 命名
醚类 聚氧乙烯壬基酚醚
docin/sundae_meng
根据合成原料,参照有机物命名的规则命名
结构式 C17H35COO-[-CH2CH2O-]-nH 合成原料 硬脂酸、十二醇
类别
酯类Βιβλιοθήκη Baidu
命名 聚氧乙烯硬脂酸酯
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四、表面活性剂溶液的性质
1.胶束的形成,胶束量
docin/sundae_meng
docin/sundae_meng
docin/sundae_meng
球状胶束
(2)临界胶束浓度CMC:表面活性剂分子或离子在 溶液中开始形成胶束的最低浓度。 ▲活性剂浓度<CMC,活性剂以单个分子(离子) 的形式存在于溶液中
▲活性剂浓度>CMC,活性剂以单体与胶束的动态 平衡状态存在于溶液中;此时,再加入活性剂,其 单体分子的浓度不再增加,只增加胶束数量。
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▲只有在活性剂浓度>CMC时,溶液的许多性质在 CMC附近发生突变。
cmc
电导率
增溶作用
渗透压 表面张力
摩尔电导率 浓度
docin/sundae_meng
性质
(3)缔合度:缔合度为缔合成一个胶束分子的单体 数目。
用途:工业、农业、日常生活等各方面,俗称 “工业味精”。
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表面活性剂的分子结构
疏水基
亲水基
不对称性 “双亲结构”
亲油(疏水)基:非极性基团。 使表面活性剂分子引入油,或 者说能够使表面活性剂可溶于 油。
亲水(疏油)基:极性 基团。使表面活性剂分 子引入水,或者说能够 使表面活性剂可溶于水。
吡啶盐:
[R
+
N
] Cl -
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3、两性离子型表面活性剂
在分子中同时含有可溶于水的正电荷基团和负电荷基团。 阳离子部分:胺盐、季胺盐 阴离子部分:羧酸盐
氨基酸型: RNHCH2CH2COOH
甜菜碱型 : RN+(CH3)2CH2COO-
咪唑啉型:
N RC
+
N
CH2 CH 2
2.非离子型 根据合成原料,参照有机物命名的规则命名 结构式 C12H25-O-[-CH2CH2O-]-nH 合成原料 氧乙烯、十二醇
类别 命名
醚类 聚氧乙烯十二醇醚
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根据合成原料,参照有机物命名的规则命名
结构式 合成原料
C 9H19
O [ CH2CH2O]n H
十二烷基硫酸钠 (十二烷基硫酸酯钠盐)
C12H25OPO3Na2
十二烷基磷酸二钠 (十二烷基磷酸酯二钠盐)
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[C12H25NH3]+Cl十二烷氯化铵(氯化十二烷基铵)
[C12H25N(CH3)3]+Cl十二烷三甲基氯化铵(氯化十二烷三甲基铵)
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ROSO3RSO3ROPO3-
2、阳离子型表面活性剂 在水溶液中活性部分为阳离子
伯铵盐:RNH2·HCl [RNH3]+·Cl仲铵盐:RNH(CH3)·HCl [RNH2(CH3)]+·Cl叔铵盐:RN(CH3)2·HCl [RNH(CH3)2]+·Cl-
季铵盐:RN(CH3)3·Cl [RN(CH3)3]+·Cl-
CH3CH2CH2 CH2COO
咪唑
N
衍生物
N dHocin/sundae_meng
4、非离子型表面活性剂
在水溶液中不离解,不带电荷
聚乙二醇型(聚氧乙烯 型、聚环氧乙烷型)
非离子型 多元醇型
聚醚类 醚酯类
醇酰胺类
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聚乙二醇型 聚醚类:R-O-[-CH2CH2O-]-nH(平平加型)
第二章 表面活性剂
第一节 表面活性剂基础知识
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一.表面活性剂与表面张力 二.表面活性剂的分类 三.表面活性剂的命名 四.表面活性剂溶液
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一、表面活性剂与表面张力 1、表面张力 表面张力:作用于液体表面单位长度上,使 表面收缩的力。单位为N/m
是否离解
离子类型 阴离子
离子型 阳离子
水溶性:
两性离子
表面活性剂
非离子型
油溶性
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1、阴离子型表面活性剂
亲水
在水溶液中活性部分为阴离子。亲油
羧酸盐:RCOONa
RCOO-
阴离子型
硫酸酯盐:ROSO3Na 磺酸盐:RSO3Na
磷酸酯盐:ROPO3Na
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(3)浓度增大,σ随之
大幅度减小,达到一定浓
度后,表面张力不再变化。
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表面活性剂。
2、表面活性剂
定义:在溶剂(通常为水)中加入少量就能显著 降低溶剂界面张力,改变体系界面状态的物质叫 做表面活性剂。
作用:表面活性剂的作用很多,具体有乳化或破 乳,发泡与消泡,分散,增溶,洗涤,杀菌等
醚酯类:R-COOR′-[-OCH2CH2-]-nOH
多元醇型 为多元醇的脂肪酸酯。H2COOR
醇酰胺类 R-ONH-R′OH
HC OH H2C OH
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三、表面活性剂的命名 1.阴离子型、阳离子型:按盐命名
C12H25SO3Na C12H25OSO3Na
十二烷基磺酸钠
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表面张力的存在,使液体表面积趋于缩小。
雨滴
肥皂泡
表面张力的大小与形成表面的两种物质
的性质有关
docin/sundae_meng
(1)浓度增 大,σ随之增 大。无机酸碱
盐溶液。
(2)浓度增大, σ随之减小。有 机酸、醇、醛等
正吸附现象
气体(极性小)
水(极性大)
憎水 亲水
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(1)胶束:表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达 一定浓度时,其非极性部分会自相结合,形成聚集 体,使憎水基向里、亲水基向外,这种多分子聚集 体称为胶束。
随着亲水基不同和浓度不同,形成的胶束可呈现 棒状、层状或球状等多种形状。
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常见的亲水基
-COOH、-SO3H、-NH2、-OH、硫酸酯基,醚基等,亲 水基的种类繁多,使得表面活性剂的种类复杂,用 途广泛。
常见的亲油基
一般由烃基构成:C8-C18的直链烷烃、环烷烃、芳 烃衍生物等。
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二、表面活性剂的分类
溶解性
壬基酚、十二醇
类别 命名
醚类 聚氧乙烯壬基酚醚
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根据合成原料,参照有机物命名的规则命名
结构式 C17H35COO-[-CH2CH2O-]-nH 合成原料 硬脂酸、十二醇
类别
酯类Βιβλιοθήκη Baidu
命名 聚氧乙烯硬脂酸酯
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四、表面活性剂溶液的性质
1.胶束的形成,胶束量
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球状胶束
(2)临界胶束浓度CMC:表面活性剂分子或离子在 溶液中开始形成胶束的最低浓度。 ▲活性剂浓度<CMC,活性剂以单个分子(离子) 的形式存在于溶液中
▲活性剂浓度>CMC,活性剂以单体与胶束的动态 平衡状态存在于溶液中;此时,再加入活性剂,其 单体分子的浓度不再增加,只增加胶束数量。
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▲只有在活性剂浓度>CMC时,溶液的许多性质在 CMC附近发生突变。
cmc
电导率
增溶作用
渗透压 表面张力
摩尔电导率 浓度
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性质
(3)缔合度:缔合度为缔合成一个胶束分子的单体 数目。
用途:工业、农业、日常生活等各方面,俗称 “工业味精”。
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表面活性剂的分子结构
疏水基
亲水基
不对称性 “双亲结构”
亲油(疏水)基:非极性基团。 使表面活性剂分子引入油,或 者说能够使表面活性剂可溶于 油。
亲水(疏油)基:极性 基团。使表面活性剂分 子引入水,或者说能够 使表面活性剂可溶于水。
吡啶盐:
[R
+
N
] Cl -
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3、两性离子型表面活性剂
在分子中同时含有可溶于水的正电荷基团和负电荷基团。 阳离子部分:胺盐、季胺盐 阴离子部分:羧酸盐
氨基酸型: RNHCH2CH2COOH
甜菜碱型 : RN+(CH3)2CH2COO-
咪唑啉型:
N RC
+
N
CH2 CH 2
2.非离子型 根据合成原料,参照有机物命名的规则命名 结构式 C12H25-O-[-CH2CH2O-]-nH 合成原料 氧乙烯、十二醇
类别 命名
醚类 聚氧乙烯十二醇醚
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根据合成原料,参照有机物命名的规则命名
结构式 合成原料
C 9H19
O [ CH2CH2O]n H
十二烷基硫酸钠 (十二烷基硫酸酯钠盐)
C12H25OPO3Na2
十二烷基磷酸二钠 (十二烷基磷酸酯二钠盐)
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[C12H25NH3]+Cl十二烷氯化铵(氯化十二烷基铵)
[C12H25N(CH3)3]+Cl十二烷三甲基氯化铵(氯化十二烷三甲基铵)
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ROSO3RSO3ROPO3-
2、阳离子型表面活性剂 在水溶液中活性部分为阳离子
伯铵盐:RNH2·HCl [RNH3]+·Cl仲铵盐:RNH(CH3)·HCl [RNH2(CH3)]+·Cl叔铵盐:RN(CH3)2·HCl [RNH(CH3)2]+·Cl-
季铵盐:RN(CH3)3·Cl [RN(CH3)3]+·Cl-
CH3CH2CH2 CH2COO
咪唑
N
衍生物
N dHocin/sundae_meng
4、非离子型表面活性剂
在水溶液中不离解,不带电荷
聚乙二醇型(聚氧乙烯 型、聚环氧乙烷型)
非离子型 多元醇型
聚醚类 醚酯类
醇酰胺类
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聚乙二醇型 聚醚类:R-O-[-CH2CH2O-]-nH(平平加型)
第二章 表面活性剂
第一节 表面活性剂基础知识
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一.表面活性剂与表面张力 二.表面活性剂的分类 三.表面活性剂的命名 四.表面活性剂溶液
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一、表面活性剂与表面张力 1、表面张力 表面张力:作用于液体表面单位长度上,使 表面收缩的力。单位为N/m
是否离解
离子类型 阴离子
离子型 阳离子
水溶性:
两性离子
表面活性剂
非离子型
油溶性
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1、阴离子型表面活性剂
亲水
在水溶液中活性部分为阴离子。亲油
羧酸盐:RCOONa
RCOO-
阴离子型
硫酸酯盐:ROSO3Na 磺酸盐:RSO3Na
磷酸酯盐:ROPO3Na
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(3)浓度增大,σ随之
大幅度减小,达到一定浓
度后,表面张力不再变化。
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表面活性剂。
2、表面活性剂
定义:在溶剂(通常为水)中加入少量就能显著 降低溶剂界面张力,改变体系界面状态的物质叫 做表面活性剂。
作用:表面活性剂的作用很多,具体有乳化或破 乳,发泡与消泡,分散,增溶,洗涤,杀菌等
醚酯类:R-COOR′-[-OCH2CH2-]-nOH
多元醇型 为多元醇的脂肪酸酯。H2COOR
醇酰胺类 R-ONH-R′OH
HC OH H2C OH
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三、表面活性剂的命名 1.阴离子型、阳离子型:按盐命名
C12H25SO3Na C12H25OSO3Na
十二烷基磺酸钠