表面活性剂化学第二章表面活性剂的作用原理详解演示文稿

庚基乙二醇十二烷基醚的表面 张力与浓度的关系
3.染料法：表面活性剂溶液增溶染 料前后吸收光谱的变化。
4.光散射法：胶束形成与散射光强 度成正比。
十二烷基磺酸水溶液的 电导率与浓度的关系
2.影响临界胶束浓度的因素
• 临界胶束浓度是表面活性剂表面活性的一种量度， 影响因素主要是分子结构，此外还与温度，无机 盐，有机添加剂等外界因素有关。
• 胶束的形成实际是表面活性剂分子为缓和水和疏 水基之间的排斥作用而采取的另一种稳定化方式。
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2.2.1 胶束形成
• 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
2.2.2 临界胶束浓度（cmc）
临界胶束浓度（critical micelle concentration）
表面积，从而降低表面 自由能的趋势。 体积一定的
各种形状中球形的 表面积最小。
液体内部和表面分子的受力情况
表面张力是指一种使表面分子具有向内运动的趋势，并使表 面自动收缩至最小面积的力。
2.1.2表面活性和表面活性剂
• 纯液体中只还有一种分子，在恒温、恒压下表面张力是一 个恒定值。
• 据大量的实验证明；各种物质的水溶液的表面张力与浓度 的关系主要有三种。P11
• （1）碳氢链的长度：cmc随碳原子数的增加而降 低。
• （2）碳氢链的分支：疏水基团碳氢链带分支的表面活
性剂比相同碳原子的直链化合物的cmc浓度大得多。
• （3）极性基团的位置：极性基团越靠近碳 氢链的中间，cmc越大。
• （4）C-H链中其他取代基的影响： C-H链 中极性基团的增多，亲水性增强，cmc增加。
• 吸附现象：当物质加入溶液中时，液体表面层的浓度和液 体内部的浓度不同，这种改变浓度的现象称为～。
表面活性剂分子在溶液中的正吸附
正吸附：表面活性剂在浓度较低时，基本集中在表面形成
单分子层，其在表面层的浓度大大高于溶液内的浓度， 并使溶液的表面张力降低到水的表面张力以下。这种表 面活性剂在溶液表面层聚集的现象称为正吸附。
表面活性剂化学第二章表面活 性剂的作用原理详解演示文稿
优选表面活性剂化学第二章表 面活性剂的作用原理
2.1表面张力与表面活性
• 表面：
把液体和固体与气体的接触面称为液体和固体的表面。
• 界面
把液体与液体、固体与固体 或液体与固体的接触面称为界面
2.1.1表面张力和表面自由能
露珠等 液珠总是具有自动收缩减少
2.3表面活性剂结构与性能的关系
1.临界胶束浓度的测定方法
• 表面张力法：不受无机盐存在的影响，但极性有 机物影响较大，需提纯后进行测定
• 电导法：适用于测定离子型表面活性剂的cmc， 无机盐易干扰
• 增溶作用法：利用不溶或低溶解度物质
• 染料法：利用某些燃料的颜色或荧光在水中和胶 团中具有明显的差 别。应选择颜色和荧光变化明 显的染料，一般要求染料离子与表面活性剂离子 的电荷相反。
表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性 剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体 相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形 成胶束，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。
•临界浓度通常在0.02%～0.5%左右。
这时溶液性质与理想性质发生偏离，在表面张力对浓度 绘制的曲线上会出现转折。继续增加活性剂浓度，表面张 力不再降低，而体相中的胶束不断增多、增大。
• 浊点：一定浓度的非离子表面活性剂溶液在加热 过程中，表面活性剂突然析出使溶液浑浊的温度 点。（浊点下使用）
• 其它如，电解质，水结构改进剂，混合胶束都对 cmc有影响。
3.胶束的形状和大小
随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可呈现球状、棒 状、层状或块状等多种形状。（光散射法对胶束的研究）
事实上在一个表面活性剂体系中往往是几种 形状的胶束共存，并且胶束的主要形态与表面活 性剂的浓度有很大的关系。
• 光散射法：从溶液光散射-浓度图中的突变点求出 cmc.
表面张力法和电导法最为常用
CMC的测定
1.表面张力法：以表面张力对浓度 的对数作图，曲线的转折点即为 CMC值。适合于离子表面活性 剂和非离子型表面活性剂。
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，曲线的转折点即CMC值。 适合于离子表面活性剂。
2.泡沫作用（低的表面张力和高强度表面膜的形 成是形成泡沫的基本条件）
3.分散作用 （降低界面自由能，同时有利于粒子周围双电层
的形成） 4.增溶作用
只有在表面活性剂浓度超过cmc后才显现出来
5.催化作用 通常3～5nm，其大小、性质、结构与
含酶球状蛋白相似，因此具有与酶类似 的催化作用。如，阳离子表面活性剂能 能够增加亲核阴离子与未带电机制的反 应。
！？ 表面活性物质即为表面活性剂
表面张力下降的原因是什么 ？！
2.2表面活性剂胶束
当表面活性剂浓度增加到一定值后，水表面是全部被表面活 性剂分子占据，达吸附饱和后，表面张力不再继续降低。其时表 面活性剂在溶液内部采取另一种排列方式，即形成胶束。
• 胶束是表面活性剂的重要性质，也是产生增溶、 乳化、洗涤、分散、絮凝等作用的根本原因。
• （5）疏水链的性质：疏水性越强，cmc越 小
• （6）亲水基团的影响：水溶液中，离子型表面活 性剂的cmc远比非离子型的大。亲水基团的种类 对cmc影响不大。
• （7）温度对胶束形成的影响：离子型表面活性剂 的Krafft点
• Krafft：离子型表面活性剂在水溶液中当温度达 某一值时溶解度突然增大，这一温度称为～～。 （低于Krafft点没有增溶作用）
胶束的形状受无机盐和有机添加剂的影响，并与 胶束的大小有密切的关系。胶束的大小由胶束聚 集数来衡量。
胶束聚集数=胶束量/表面活性剂的分子量
• 胶束量即为胶束的分子量
• 在水介质中，表面活性剂与溶液的的 不相似性越大，则聚集数越大。
2.2.3胶束作用简介
1.乳化作用（降低表面张力，使乳液容易生成并 稳定） 乳化：将一种液体的细小颗粒分散于另一种 不相溶的溶液中，所得到的分散体系称为乳 液。