胶体化学表面活性剂

【胶体和界面化学】研究生课件3

HCOOCR + 3NaOH
H2COOCR
CH2OH 3RCOONa + CHOH
CH2OH
2. R-OSO3M硫酸酯盐 (烷基硫酸盐）R为8～22，M为Na、K ，（如十二烷基硫酸钠）
是润湿、乳化分散及去污最好的表面活性剂之一，是在肥皂之后最老的阴离子表面活性剂，是以用高级醇经硫酸化、碱中和后制成。由于高表面活性而得到广泛应用，但有两方面缺点，一是在酸性条件下易水解还原为醇，二是碳原子数为14-16时室温溶度很小。
第三章：表面活性剂作用原理
§第一节表面活性剂的分类和化学结构 §第二节表面活性剂在界面上的吸附 §第三节表面活性剂在溶液中的状态 §第四节表面活性剂有序结构 §第五节表面活性剂的化学结构和性能
的关系
§第一节表面活性剂的分类和化学结构
1.1 表面活性和表面活性剂 1.2 表面活性剂的分子结构特点 1.3 表面活性剂的分类和化学结构
纺织、印染、农药等工业中常用的调湿剂“拉开粉”即为一
种烷基(二丁基或二异丙基)萘磺酸盐。萘和丁醇在浓硫酸石油的磺作酸用盐下即生成二丁基萘磺酸，以碱中和即得萘磺酸盐。
石油磺酸过去常为提炼、纯化白矿油的副产品，与废酸一起被抛弃。近年来应用越来越广泛。石油磺酸不再作为废品被弃去，而是在市场上供不应求。实际应用的石油磺酸大部分是油溶性的，其平均分子量大约在400与580之间(石油磺酸钠)
烷基苯磺酸盐，十二烷基苯磺酸钠，是大多数洗衣粉中的主要成分，在硬水中一般不生成皂垢，耐酸碱。制造的主要原料是石油,合成路线：
C10H24CH4 = CH2 +
[HF] C12H25
or[H2SO4]
C12H25
[H2SO4] [SO3]

胶体与表面化学的应用研究

胶体与表面化学的应用研究胶体和表面化学是相互关联的两个领域，它们在材料科学、生物学、化学工程、环境科学等领域具有广泛的应用。

本文将简要介绍胶体和表面化学的基本概念，以及它们的应用研究。

一、胶体学胶体是指颗粒大小在1-1000纳米的分散体系，其中颗粒的表面性质对胶体的物理、化学和生物性质起着重要作用。

胶体的稳定性是由电荷、分子相互作用力、表面活性剂等因素决定的。

胶体学研究的主要内容包括胶体的结构、稳定性、能量行为和相互作用等方面。

胶体稳定性研究是胶体学的重要内容之一，它直接关系到胶体的物理、化学、生物性质以及工业应用。

胶体学的应用研究包括材料制备、涂料、油墨、化妆品、医学用品等领域。

例如，在医学上，胶体作为一种新型药物提供了一种新的途径用于药物传递和释放。

二、表面化学表面化学是研究物质表面和界面的化学性质及其影响的学科，其研究对象通常包括气-固、液-固、液-液以及固-固等不同表面和界面类型。

表面化学的主要研究内容包括表面的内部结构、表面分子的排布、表面物质的吸附等。

表面化学在材料领域有广泛的应用，例如，表面处理技术在材料加工中是不可或缺的一部分。

表面化学在催化、油泥清洗、电子材料制备、纤维素制备以及设备清洗等方面具有重要作用。

新型表面活性剂的开发和应用也是表面化学的研究重点之一。

三、在化妆品制造中，胶体和表面化学被广泛应用。

胶体在染发剂、护肤品和化妆品中被用作乳液稳定剂。

表面化学理论则可用来解释化妆品与皮肤表面相互作用的基础。

此外，研究表面分子的吸附和排布规律，对理解某些彩妆产品的性质和特性也很重要。

然而，胶体和表面化学的应用远不仅止于此，更广阔的前景在于其在生物医学、能源开发、环境保护等方面的应用。

例如，在生物医学上，胶体学为癌症、肾脏疾病等提供了一种有效的药物释放途径。

在能源开发方面，如何设计和改进太阳能电池的阳极，使其更高效转换太阳能到电能，是表面化学最热门的研究方向之一。

在环境保护中，胶体科学和表面化学已成为处理废水和空气污染的有力手段，例如胶体沥青用于道路的铺装，可有效减少空气中有害颗粒的含量等。

表面活性剂与胶体稳定性研究

表面活性剂与胶体稳定性研究胶体是一种介于溶液和悬浮液之间的混合物，包含微细的固体或液体粒子悬浮在另一种液体中。

由于粒子的微小尺寸，胶体中的物质通常只能通过扩散、沉降和泼射等运动进行。

在胶体中，稳定性是一个非常重要的问题。

当胶体不稳定时，粒子会聚集并沉积在底部，这会影响胶体的性质和应用。

因此，如何保持胶体稳定成为一个重要的研究课题。

而表面活性剂的引入则成为了其中的重要方法之一。

表面活性剂可以被看作是一类具有双亲性质的分子，即同时具有亲水性和疏水性。

在水中，表面活性剂的分子结构会致使分子的亲水头部与水分子相互作用，而分子的疏水尾部则会汇聚在一起形成疏水性区域。

在形成疏水性区域的同时，表面活性剂与胶体的粒子表面接触，由于疏水性区域的存在，表面活性剂可以进入到粒子表面之间，从而产生胶体的稳定效果。

表面活性剂的稳定性作用来源于其分子之间的相互作用。

通常来说，表面活性剂分子会聚集到胶体颗粒表面创造出一层称为“胶体分散层”的结构。

在这个分散层中，表面活性剂分子之间的头部与水沟通，而尾部则相互排斥。

此时，尾部与分界面接触就不再是疏水状态的，而是"链状"分布的。

这种链状的结构可以抵抗颗粒之间的静电作用力，并且保持颗粒的分散状态，从而造成胶体的稳定效果。

具体来说，表面活性剂分子的头部形成着吸水型特性，这使得分子可以吸附在不同电荷性质的微粒子表面，从而在不同电荷之间创建电荷屏蔽或化学键结合的油水混合体。

这些层在液体中形成了静电稳定的屏障，对胶体的沉降速度造成了阻碍。

除了静电稳定，表面活性剂还可通过改善胶体的黏度、表面张力和表面区域等方面的性质而产生稳定作用。

在表面区域上，表面活性剂形成吸附膜层，扭曲胶体的表面张力；在高浓度条件下，表面活性剂分子会自发地形成深层的胶体分散层，进一步改善胶体的稳定性。

然而，应该注意到，过多的表面活性剂会导致过分的界面活性剂作用，产生板结衍生的胶体稳定和表面活性剂的销毁，从而破坏胶体的稳定。

胶体化学第四章第四节

§4.4 阴离子表面活性剂
4.羧酸盐
（2）羧酸盐的性能与应用如钠皂最硬、钾皂次之、胺皂最软。脂肪酸的碳链越长，饱和度越大，凝固点越高，用其制成的肥皂越硬。硬脂酸钠除用作肥皂外，还常用作化妆品的的乳化剂。钾皂常用作化妆用肥皂和化妆品的乳化剂。月桂酸钾是淡黄色浆状物，易溶于水起泡作用大，主要用于液体皂和香波生产中，也常用作乳化剂和起泡剂。烷基醚羧酸盐亦称聚醚羧酸盐，其化学通式为 R(OCH2CH2)nOCH2COONa，它对硬水中金属离子稳定，对皮肤的作用缓和，能防止酶的产生。主要用作化妆品的乳化剂、分散剂、凝胶剂和钙皂的分散剂、润湿剂等。
§4.4 阴离子表面活性剂
1、磺酸盐与磺化反应
磺酸盐的化学通式为R-SO3Na，碳链中的碳原子
数在8—20之间。磺酸盐易溶于水，在酸性溶液中不发生水解，有良好的发泡和洗涤作用。这类表面活性剂主要用于生产洗涤剂。磺化反应：有机化合物分子个引入-SO3基团的反应称为磺化反应。得到的产物是磺酸化合物
§4.4 阴离子表面活性剂
2.硫酸酯盐与硫酸盐化反应
硫酸酯盐主要有两类，即脂肪醇硫酸盐和脂肪醇醚硫酸盐，其化学通式分别为ROSO3Na和 RO(C2H4O)nSO3Na，烃基中的碳原于数通常为8～ 18。这类表面活性别具有良好的发泡能力和洗涤能力，在硬水中稳定，其水溶液呈中性或微碱性。硫酸酯盐主要用于洗涤剂中。
§4.4 阴离子表面活性剂
1、磺酸盐
（2）烷基磺酸盐现在主要采用磺氧化生产。正构烷烃链上伯碳原子与仲碳原子上氢原子的相对活泼性的比例为1：3，因此磺氧化法产物大部分为仲位取代物，反应式如下：
本法不需用氯气，副产物少，可简化工艺降低成本
§4.4 阴离子表面活性剂

胶体与界面化学中的相互作用机理研究

胶体与界面化学中的相互作用机理研究一、胶体化学概述胶体化学是研究物质在溶液中的聚集态形成及其性质的化学学科。

它主要研究液体中的微观颗粒——胶体，包括胶体物理和胶体化学两个方面。

胶体物理主要研究胶体物质的物理性质，包括光学、电学、声学等方面；而胶体化学则主要研究胶体物质的化学性质，包括胶体的相互作用机理、胶体的稳定性及表面活性剂等。

二、胶体与界面化学中的相互作用机理1、表面活性剂的作用机理表面活性剂是能够降低表面张力或界面张力的物质。

它们在水溶液中分子的一部分相对静止地停留在水中(亲水基)，另一部分则嵌入到气体、油脂等中去(亲油基)，从而带有两性质。

表面活性剂在胶体与界面化学中的应用非常广泛，因为它能够影响液体中的表面和界面的性质。

在胶体分散体系中，表面活性剂有着平衡胶体分散体系的重要作用。

2、吸附现象的作用机理吸附作用是指物质在固体表面、液体表面或气体表面吸附的现象。

通常来说，胶体中的微粒具有高比表面积，易与周围的物质发生吸附反应。

微粒表面的电荷分布情况与溶液中的pH值、离子强度等有关，这种电荷分布情况在胶体分散体系的稳定性中扮演着重要的角色。

3、胶体分散体系中电荷相互作用的作用机理相互作用力是指两种或两种以上的物质之间的相互作用力，包括静电相互作用力、范德华力、氢键等。

在胶体分散体系中，电荷相互作用力是起主导作用的力，它能够影响胶体分散体系的稳定性和胶体粒子的凝聚形态。

4、溶剂化能的作用机理溶剂化是指固体、气体或液体被溶解的过程中，形成称为溶剂壳的固态或液态分子层的现象。

在胶体分散体系中，微粒表面上的氧化铝或硅酸盐等物质在水溶液中容易形成溶剂化水合物，这种水合物电荷分散是胶体粒子稳定性的重要因素。

三、胶体与界面化学中的应用1、胶体与乳液的制备胶体化学在乳液的制备中发挥着至关重要的作用，胶体化学家们通过对表面活性剂作用机理的研究，成功合成出了各种高效的表面活性剂，使得乳液的制备更加便捷和高效。

2、胶体与药物的制备和传送采用胶体化学的方法来制备药物，可以使得药物的输送和吸收效果更加理想。

化学物质的表面活性剂与胶体溶液

化学物质的表面活性剂与胶体溶液化学物质在日常生活中扮演着重要角色，其中表面活性剂与胶体溶液是常见的化学概念。

表面活性剂是一类能够降低液体表面张力的化学物质，而胶体溶液则是由微粒子悬浮在介质中形成的溶液。

本文将对表面活性剂与胶体溶液进行详细探讨，包括它们的定义、特性以及广泛的应用。

1. 表面活性剂的定义与特性表面活性剂是一类能够在界面上降低表面或界面张力的化学物质。

它们的分子结构一般由亲水基团和疏水基团组成，使得表面活性剂分子在水中形成类似“磷脂双分子层”的结构。

这种结构使得表面活性剂能够在水和油之间起到“桥梁”的作用，从而使两种物质混合。

表面活性剂具有一系列重要特性，包括降低表面张力、增加润湿性、乳化和泡沫稳定。

其中，降低表面张力是最常见的特性，表面活性剂能够使液体在界面处产生减小的张力，从而使得液体能够快速展开，提高表面活性剂与其他物质的接触能力。

2. 表面活性剂的分类根据表面活性剂分子中亲水基团和疏水基团的相对比例，可以将表面活性剂分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型表面活性剂。

阳离子型表面活性剂主要由含有带正电荷的基团组成，常用于染料、湿润剂等工业领域。

阴离子型表面活性剂则主要由含有带负电荷的基团组成，常用于洗涤剂、皂类等清洁产品中。

非离子型表面活性剂不带电，常用于制备润滑剂、润肤剂等。

两性离子型表面活性剂则同时具有正负电荷，常用于制备胶体溶液和稳定乳液。

3. 胶体溶液的定义与特性胶体溶液是由微粒子悬浮在介质中形成的溶液。

其中的微粒子称为胶体颗粒，其尺寸通常在1至100纳米之间。

胶体溶液的介质可以是气体、液体或固体，而胶体颗粒则悬浮在介质中并保持稳定分散状态。

胶体溶液具有许多独特的性质，如散射光的波长依赖性、布朗运动和过滤性。

由于胶体颗粒的尺寸接近光波长，所以胶体溶液会呈现散射光的现象。

此外，布朗运动是指胶体颗粒在液体介质中遵循布朗颗粒运动规律的无规律运动，是胶体溶液中微粒子的典型特征。

表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的界面现象与胶体性质

表面活性剂物理化学教案中的表面活性剂的界面现象与胶体性质表面活性剂是一类重要的化学物质，广泛应用于各个领域，如洗涤剂、乳化剂、泡沫剂等。

在表面活性剂物理化学教案中，理解表面活性剂的界面现象与胶体性质是必不可少的。

本文将从分子结构、界面张力、胶体稳定性等角度，探讨表面活性剂的相关知识。

一、表面活性剂的分子结构表面活性剂分子通常分为两部分，一个亲水性较强的头基（水溶性基团，如羧酸基、羟基等），一个亲油性较强的尾基（疏水性基团，如烷基链）。

这种结构使得表面活性剂在界面上能够形成疏水区域和亲水区域，从而表现出许多特殊的性质。

二、表面活性剂的界面现象1. 表面张力表面活性剂的存在降低了液体表面的张力。

在纯净溶液中，表面活性剂分子聚集在液体表面，构成单分子层。

表面活性剂的尾基朝向液体内部，而头基则与溶液产生相互作用。

这种排列方式，使得表面张力下降，溶液的界面能变得更加松弛。

2. 乳化与分散表面活性剂能够使亲水性和亲油性物质互相溶解。

当加入适量的表面活性剂后，液体中的油滴会被包覆在表面活性剂的单分子层中，从而形成乳状液体。

这种乳状液体能够有效地分散油滴，使其长时间保持分散状态。

三、表面活性剂的胶体性质胶体是一种介于溶液和悬浊液之间的物质。

表面活性剂在一定条件下能够形成胶体系统。

1. 胶体溶液的稳定性通过加入适量的表面活性剂，可以使胶体溶液中的分散相保持稳定，避免出现沉淀现象。

这是因为表面活性剂的存在能够减小分散相之间的相互作用力，形成稳定的胶体。

2. 胶体的类型根据表面活性剂的尺寸和分子结构，胶体可以分为胶体颗粒、光学胶体和胶体固体等。

其中，胶体颗粒是由表面活性剂分子或粒子聚集形成的微小颗粒，它们能够在溶液中悬浮并形成胶体系统。

四、实验案例与教学方法在表面活性剂物理化学教案中，可以引入一些实验案例和教学方法帮助学生更好地理解和掌握相关知识。

1. 实验案例：利用表面张力测定仪测量不同表面活性剂的表面张力，探究表面活性剂浓度、温度等因素对表面张力的影响。

表面活性剂工作原理

表面活性剂工作原理
表面活性剂是一种能够降低液体表面张力的化学物质。

它的工作原理可以分为两个主要方面，即界面活性和乳化作用。

首先，表面活性剂具有界面活性，也就是它们能够在液体界面上形成一个稳定的薄膜。

这是由于表面活性剂分子结构中同时具有亲水（亲胶体）和疏水（亲脂肪）区域。

当表面活性剂加入到液体中时，它们会在液体界面上排列成一个单分子层或多分子层，将其亲水基团朝向水相，疏水基团朝向空气或油相。

这种排列方式能够降低液体表面的张力，使液体更容易湿润固体表面或与其他液体混合。

其次，表面活性剂还能够通过乳化作用来稳定两种不相容的液体混合物。

当两种不相容的液体混合时，由于它们的特性不同，容易分层或形成不稳定的乳液。

而表面活性剂分子具有两个不同的亲性区域，它们能够在液体界面上形成一个起稳定作用的界面层。

表面活性剂分子的亲水区域吸附在水相中，疏水区域吸附在油相中，形成一个类似于胶体的微乳液结构。

这种结构能够阻止两种液体相互分离，稳定乳液的形成。

总的来说，表面活性剂通过界面活性和乳化作用来降低液体表面张力，增加液体与固体间的接触面积，并稳定两种不相容液体的混合物。

这些特性使得表面活性剂在许多领域中得到广泛应用，例如洗涤剂、乳化剂、泡沫剂以及药物输送系统等。

关于胶体与表面化学有关应用的综述

关于胶体与表面化学有关应用的综述胶体化学是胶体体系的科学。

随着胶体化学的迅速发展，它已经成为一门独立的学科这是因为胶体现象很复杂，且有它自己独特的的规律性；而更重要的是它与生产、生活实际有着紧密的联系，无论是在工业生产，还是在日常生活的衣、食、住、行等各个方面，都会遇到与胶体化学有关的的各种问题。

胶体化学和许多科学领域、国民经济的各个部门以及日常生活都密切相关。

下面是一些有关于胶体与表面化学的应用的例子。

（一）表面活性剂对土壤粘粒絮凝- 分散的影响原因的分析。

影响土壤粘粒悬浮液稳定性的因素很多,主要有:土壤矿物组成、有机质、离子价态、溶液pH 等[1 ] 。

研究表明[2 ],土壤对SAA 具有很强的吸附性,而吸附会导致土壤颗粒表面电荷的改变,配位吸附还会因释放羟基而提高pH 值。

因此,SAA 对土壤粘粒的分散性与SAA 在土壤颗粒物上的吸附密切相关。

该研究中红壤的电荷零点(ZPC) 在316 左右,在正常pH 值(4～9) 条件下,由于ZPC < pH ,土壤颗粒表面带负电荷。

阴离子SAA 溶解释放出有机阴离子,Gu 和Doner[3 ] 的研究表明,有机阴离子不能在粘粒间形成桥链,也不能使悬液中粒子聚集;而另一方面,粘粒边界上的正电荷吸附阴离子,增加粘粒表面的负电荷,从而产生更强的静电负电荷的排斥作用。

此外,有机阴离子被吸附到粘粒表面后,还增加了粒间相互作用的空间位阻,从而充当了有效分散剂的角色。

许多研究表明[3 - 4 ] ,土壤去除有机质后,CFC 就大大降低,说明有机质具有分散粘粒的作用。

聚氧乙烯类非离子SAA 作为有机污染物,是一种有效的分散剂。

土壤颗粒是有机- 无机复合体,非离于SAA 可以通过氢键吸附、π- 电子极化吸附、色散力吸附、憎水键吸附等吸附作用而被吸附到土壤颗粒上[5 ] ,乳化剂OP 分子的一部分基团吸附于粘粒表面,另一部分伸于液相,从而产生一种很大的空间位阻,因而阻止粒子间的相互吸引和聚并;而且,氧乙烯链的水化作用使周围形成很厚的水化层,该水化层本质上接近于水介质,这将使体系的有效Ha2maker 常数A 值降低[6 ] , 根据DLVO 理论, 这将有利于体系稳定。

胶体与表面化学5-12

亲亲油亲油基亲水基亲油基亲水基亲油基亲水基
亲水基亲油基亲水基
油
基亲水基
基
亲水基亲油基
二、表面活性剂的结构特点
4、构成表面活性剂的亲油基团和亲水基团
LOGO
第二节表面活性剂的分类
东北石油大学石油工程学院
表面活性剂的分类
• 一、表面活性剂的分类
• 二、各类表面活性剂的结构特点及应用
CH2CH2O * 、醚键（—O—）、羟基（-OH）
酰胺基（-CONH2）
2.特性
①稳定性高，不受酸、碱、盐的影响，耐硬水性强；②与其它表面活性剂的配伍性好；③在一般固体上不易发生强烈吸附；④溶解度大小与温度有关，存在浊点效应，随温度升高大多数非离子表面活性剂不溶于水；⑤具有高表面活性，其水溶液的表面张力、cmc较低，增溶作用强；⑥泡沫性能较差； ⑦毒性小，对皮肤刺激性小。
（雷米帮A）
1.3 应用
羧酸盐阴离子表面活性剂属于肥皂系列，最初用于洗涤用品，通过改性
后，可以用于钙皂分散剂、乳化剂和净洗剂等。
2.硫酸酯盐类（R-OSO3M）
C12H25OSO3Na 硫酸酯盐
红油和蒙诺波尔梯波尔 ①水解性
脂肪醇酸酯在酸、碱条件下才耐热，特别在酸性介质中，硫酸酯将水解
• 一、表面活性剂定义 • 二、表面活性剂的结构特点
一、表面活性剂的定义
如图油酸钠在浓度很低时，可将水的表面张力自 72mN· m-1降到约25mN· m-1。而一般的无机盐(如NaCl)水溶液，在浓度较稀时，对水
的表面张力几乎不起作用，
甚至使表面张力稍为升高，
N a cl, KNO3 , HCL, N a OH

胶体与表面化学(4)

亲水基多为聚氧乙烯基构成，由所含氧乙烯基数目控制其亲水性。稳定性高，与其他类型表面活性剂相容性好，可混合使用
脂肪醇聚氧乙烯醚 R-O-(CH2CH2O)nH
俗称平平加系列，具良好湿润性能 Tween O H 烷基酚聚氧乙烯醚 R-(C6H 4)-O(C2H4O) n O 俗称 SpanOP系列，化学性质稳定，抗氧化性能强
Ch3 表面活性剂
－－----－表面活性剂的分类
按表面活性剂的亲水基
阴离子表面活性剂
（1）肥皂类通式（RCOO－）n Mn+ （2）硫酸化物通式ROSO3－M+ （3）磺酸化物通式 RSO3－M+
碱金属皂：O/W 碱土金属皂：W/O 有机胺皂：三乙醇胺皂良好的乳化能力，但易被酸破坏，一般供外用乳化能力很强，较稳定。主要用作外用软膏的乳化剂
无水时锯齿形态
H O O O CH2 O O H
O
O
O
O
水中曲折状态
Ch3 表面活性剂
－－－－亲水亲油平衡(hydrophile-lipophile balance) 表面活性剂都是两亲分子，由于亲水和亲油基团的不同，很难用相同的单位来衡量，所以Griffin(1949年) 提出了用一个相对的值即HLB值来表示表面活性物质的亲水性。对非离子型的表面活性剂，HLB的计算公式为：亲水基质量 HLB值= ×100/5 亲水基质量+憎水基质量例如：石蜡无亲水基，所以HLB=0 聚乙二醇，全部是亲水基，HLB=20。其余非离子型表面活性剂的HLB值介于0～20之间。
高分子专业选修课程(2400540)
胶体与表面化学(四)
1
第三章表面活性剂
2
Ch3 表面活性剂

胶体和界面化学表面活性剂作用原理

1.2 表面活性剂的分子结构特点
❖所以具有表面活性的物质不一定都是表面活性剂 ❖表面活性剂分子一般由非极性的、亲油（疏水）的碳氢链部分和极性的、亲水（疏油）的基团共同组成。
此种结构具有两重性质，即从水中逃逸和溶解于水中。因此在水溶液中、表面和界面采取特殊的定向排列，具有一定的组织结构，
疏水尾
亲水端基
冰山结构
溶剂化分子
由于疏水作用，水溶液中的表面活性剂分子的碳氢键有力图脱离水包围的趋势，易于自身互相靠近、聚集起来。表面活性剂分子在水溶液表面上的吸附和在溶液中缔合成为胶团（见右图）。即为表面活性剂分子自水介质逃离面聚集的表现，亦即疏水作用导致表面活性剂在表面上的吸附和在溶液中的胶团形成。
表面活性剂作用原理
§第一节表面活性剂的分类和化学结构 §第二节表面活性剂在界面上的吸附 §第三节表面活性剂在溶液中的状态 §第四节表面活性剂有序结构 §第五节表面活性剂的化学结构和性能
的关系
§第一节表面活性剂的分类和化学结构
1.1 表面活性和表面活性剂 1.2 表面活性剂的分子结构特点 1.3 表面活性剂的分类和化学结构
§第一节表面活性剂的分类和化学结构
油酸钠是典型的肥皂，能很快的降低水的界面张力，在浓度为0.0033M时可将水的界面张力从72mN·m-1降到25mN·m-1
根据实验现象，将各类物质水溶液的表面张力和浓度的关系归结为三种类型，
1.表面张力在稀浓度时随浓度急剧下降，降到一定浓度后不再下降或下降很慢。
1.1 表面活性和表面活性剂
公元前2500年人们采用了山羊油与木炭和石灰共沸的方法制取肥皂。一世纪末期，我国周代常用草木灰水洗净油污衣物，《礼记》中写着“冠带垢和灰清漱，衣裳垢和灰清澣”。此过程中实际上是油脂经皂化生成肥皂、从而发生洗涤作用的情况。魏晋时期利用皂角（落叶乔木皂角树的果实，成分为烷基多苷）和猪胰（用猪的胰脏制取，主要成分是蛋白酶）作为洗涤剂。直到民国时期，西方的制皂术传入我国（洋胰子）。1890年上海第一家生产肥皂的工厂成立。

胶体、油脂和表面活性剂--胶体

胶体、油脂和表面活性剂1一、胶体的定义与分类1、胶体的定义胶体（Colloid）又称胶状分散体（colloidal dispersion）是一种较均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散相，另一种连续相。

分散质的一部分是由微小的粒子或液滴所组成，分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系是胶体；胶体是一种分散质粒子直径介于粗分散体系和溶液之间的一类分散体系，这是一种高度分散的多相不均匀体系。

胶体不一定都是胶状物，也不一定是液体。

如：氢氧化铁胶体、云、雾等。

一、胶体的定义与分类2、胶体的分类按照分散剂状态不同，胶体分为：气溶胶：以气体作为分散剂的分散体系。

其分散质可以是液态或固态。

（如烟、雾等）液溶胶：以液体作为分散剂的分散体系。

其分散质可以是气态、液态或固态（如Fe(OH)胶体）。

3固溶胶：以固体作为分散剂的分散体系。

其分散质可以是气态、液态或固态（如有色玻璃、烟水晶）。

一、胶体的定义与分类2、胶体的分类按分散质的不同可分为：粒子胶体和分子胶体。

如：烟，云，雾是气溶胶，烟水晶，有色玻璃、水晶是固溶胶，蛋白溶液，淀粉溶液是液溶胶；淀粉胶体，蛋白质胶体是分子胶体，土壤是粒子胶体。

二、常见的胶体Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体、硅酸胶体、淀粉胶体、蛋白质胶体、豆浆、涂料、雾、墨水、AgI胶体、Ag2S胶体、As2S3胶体、有色玻璃、果冻、鸡蛋清、血液等，比如面条就是一种常见的淀粉胶体，因为溶解度吸水膨胀。

三、胶体的应用1、农业生产：土壤的保肥作用.土壤里许多物质如粘土腐殖质等常以胶体形式存在。

2、医疗卫生：血液透析，血清纸上电泳利用电泳分离各种氨基酸和蛋白质。

医学上越来越多地利用高度分散的胶体来检验或治疗疾病，如胶态磁流体治癌术是将磁性物质制成胶体粒子，作为药物的载体，在磁场作用下将药物送到病灶，从而提高疗效。

3、日常生活：制豆腐、豆浆、牛奶和粥的原理（胶体的聚沉），明矾净水。

4、自然地理：江河入海口处形成三角洲，其形成原理是海水中的电解质使江河泥沙形成胶体发生聚沉。

物理化学题库3

三、表面现象和胶体化学(一) 名词解释1. 1. 表面活性剂2. 2. Critical micell concentration. CMC3. 3. Zeta potential4. 4. contact angle5. 5. adsorption6. 6. molar conductivity7. 7. surface tension8. 8. colloidal dispersed system(二) 简答题1. 1. 何谓溶液的表面吸附？为什么会产生这一现象？2. 2. 胶体分散体系有巨大的表面及高分散度是热力学不稳定体系，为什么它们又能在一定时期内稳定存在？3. Please write briefly the reasons why colloidal particle is charged?4. 4. 什么叫ζ电位？它如何受电解质的影响？1. 5. 写出等体积的0.08M AgNO 3和0.1M KI 溶液所形成的溶胶的胶团结构式，并指明电泳方向。

2. 6. 什么是胶体分散体系？它的基本特性是什么？3. 7. 写出等体积的0.08M AgNO 3和0.1M KI 溶液所形成的溶胶的胶团结构式，并指出下列电解质中何者的聚沉值最小：(1) Na 2CO 3 (2) CaCl 2 (3) AlCl 34. 8. 什么叫吸附？请说明Gibbs 吸附等温式中Γ的意义。

Γ＝5. 9. 下列电解质对某溶胶的聚沉值C （mmol·dm -3）分别为＝590；＝300；＝50；＝1.5，问此溶胶的电泳方向，为什么？6. 10. 有一Al(OH)3溶胶，在加入KCl 使其最终浓度为80mmol·dm －3时恰能聚沉，加K 2CrO 4浓度为0.4mmol·dm －3时恰能聚沉。

(1) Al(OH)3溶胶电荷是正是负？(2)为使溶胶聚沉大约需要CaCl 2的浓度为多少？7. 11. 有人用0.05M NaI 与0.05M AgNO 3溶液缓慢混合来制备AgI 溶胶。

化学实验室中的表面活性剂

化学实验室中的表面活性剂表面活性剂在化学实验室中扮演着重要的角色。

它们具有改变液体和固体表面性质的能力，促进物质之间的相互作用。

本文将介绍表面活性剂的定义、分类以及在化学实验室中的应用。

一、表面活性剂的定义表面活性剂，也称为界面活性剂，是一类具有分子结构上的两性特征的化学物质。

它们能够将液体表面降低表面张力，提高液体对固体表面的润湿性。

表面活性剂通常由两部分组成：亲水性头基和疏水性烃基。

亲水性头基与水分子有较强的相互作用，而疏水性烃基则与非极性物质更容易相互作用。

二、表面活性剂的分类根据表面活性剂的电离性质，可以将其分为阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性表面活性剂四类。

1. 阴离子表面活性剂：阴离子表面活性剂的头基带有负电，如月桂酸钠和十二烷基苯磺酸钠。

这类表面活性剂在水中形成阴离子，常用于洗涤剂、肥皂和洗发水等产品中。

2. 阳离子表面活性剂：阳离子表面活性剂的头基带有正电，如辛基三甲基氯化铵。

这类表面活性剂通常用于消毒剂和柔软剂等产品中。

3. 非离子表面活性剂：非离子表面活性剂的头基没有电荷，如聚氧乙烯辛醇和辛基均聚氧乙烯醚。

这类表面活性剂在水中不离子化，常用于乳化剂、稳定剂和润滑剂等产品中。

4. 两性表面活性剂：两性表面活性剂既具有阳离子特性，又具有阴离子特性，如硫酸羟乙基胺盐。

这类表面活性剂常用于调节表面电荷和稳定胶体系统。

三、表面活性剂的应用表面活性剂在化学实验室中应用广泛，以下介绍几种常见的应用案例。

1. 乳化剂表面活性剂可以将水和油相互乳化，形成稳定的乳液。

它在化学实验室中常用于制备乳状荧光标记物、乳液溶液和液体微胶囊。

2. 表面张力调节剂表面活性剂能够改变液体的表面张力，使其更易于在固体表面上润湿。

在化学实验室中，表面活性剂被广泛应用于润湿测量、沉积薄膜和制备液体进样器等领域。

3. 分散剂表面活性剂可以在溶液中分散固体颗粒，形成稳定的胶体溶液。

在化学实验室中，分散剂常用于制备溶胶、纳米颗粒和胶体粒子。

2011胶体与界面化学1 第六章表面活性剂

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EO加成数约在10~12mol的范围内润湿力最高
按憎水链碳原子数N和环氧乙烷加成数n间的关系，聚氧乙烯化合物在水中的溶解性有如下经验规则：
最小溶解性：n = N/3 ；中等溶解性：n = N/2 优良溶解性：n = 1～1.5N
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(1)脂肪醇聚氧乙烯醚 RO(C2H4O)nH
(2)聚氧乙烯烷基酚醚 R-C6H5-O(C2H4O)nH
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(6)低毒性和对皮肤、眼睛的低刺激性。 (7)极好的耐硬水性，甚至在海水中也可以有效地使用。 (8)良好的生物降解性。因此在日用化工、纺织工业、染料、颜料、食品、制药、机械、冶金、洗涤等方面的应用日益扩大。
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一般按整体化学结构分类：甜菜碱型
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甜菜碱生产车间
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1.多元醇型
如：脂肪酸山梨坦，亦称脱水山梨醇脂肪酸酯类（司盘类，Span）通式：
O CH2OOCR
OH OH
OH
该表面活性剂为脂肪酸与山梨醇脱水而环合。
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其系列品种：
span 20（脱水山梨醇单月桂酸酯）
span 40 (脱水山梨醇单棕榈酸酯)
span 60（脱水山梨醇单硬脂酸酯）
span 65（脱水山梨醇三硬脂酸酯）
(3)聚氧乙烯脂肪酸酯 RCOO(CH2CH2Ｏ)ｎH
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(4)聚氧乙烯烷基胺
聚氧乙烯烷基胺具有非离子与阳离子的性质．随着聚氧乙烯链的增长，逐渐由阳离子型向非离子性转化。当用无机酸中和时，它们会增加水溶性。
还可以以分子量、功能等分类。
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一．阴离子型表面活性剂
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胶体和表面化学必会的题目及解答

是蛋白质，结构较前类牢固些，比较稳定。③靠化学键形成网状结构，这类结构非常稳定。这类凝胶在吸收液体后只能发生有限膨胀，加热后也不会变成无限膨胀。杜南平衡小离子既能通过半透膜，又要受到不能透过半透膜的大分子的影响，从而使小离子在膜的内外两边分布不均匀，这种不均匀的分布平衡称为Ｄｏｎｎａｎ平衡。凝胶的分类（1）弹性凝胶：由柔性的线性大分子物质形成的凝胶。这类凝胶的干胶在水中加热溶解后，在冷却过程中便胶凝成凝胶。此凝胶经脱水干燥又成干胶，并可如此反复下去，说明这一过程是完全可逆的，故又称为可逆凝胶。（2）非弹性凝胶：由刚性质点溶胶所形成的凝胶。在吸收或脱除溶剂后刚性凝胶的骨架基本不变，所以体积也无明显变化这类凝胶脱水干燥再置水中加热一般不形成原来的凝胶，更不能形成产生此凝胶的溶胶，因此，此类凝胶也称为不可逆凝胶。沉降溶胶是高度分散体系，胶粒一方面受到重力吸引而下降，另一方面由于布朗运动促使浓度趋于均一。当这两种效应相反的力相等时，粒子的分布达到平衡，粒子的浓度随高度不同有一定的梯度。自然界中气泡、小液滴都呈球形液膜和液体表面都具有表面自由能，表面自由能越低，系统越稳定，所以为了降低表面自由能，液体表面都有自动收缩的趋势。而球形是相同体积的物体具有表面积最小的一种形式，所以气泡和小液滴都呈球形。 5.Rayleigh 散射定律
（1）稀释法：将数滴乳状液滴入蒸馏水中，若在水中立即散开则为 O/W 型乳状液，否则为 W/O 型乳状液。（2）染色法：向乳状液滴入水溶性染料（如亚基蓝溶液）若被染成蓝色为 O/W 类型乳状液，如内相变为蓝色则为 W/O 型乳状液（3）导电法：O/W 类型乳状液导电性好，而 W/O 型乳状液导电性能差。但使用离子型乳化剂时，即使是 W/O 型乳状液，或水相体积分数很大的 W/O 型乳状液，其导电性也颇为可观。凝胶形成的方法（1）改变温度，降低温度，质点因碰撞相互连结而形成凝胶。（2）加入非溶剂，在 Ca(Ac)2 的饱和水溶液中加入酒精中，制成凝胶。（3）加入盐类在亲水性较大和粒子形状不对称的溶胶中，加入适量的电解质可形成凝胶。（4）化学反应，利用化学反应生成不溶物时，如果条件合适也可以形成凝胶。不溶物形成凝胶的条件是（1）在产生不溶物的同时生成大量的小晶体；(2)晶粒的形状以不对称的为好，这样有利于形成骨架。

胶体化学教案中的胶体的分散剂与稳定剂

胶体化学教案中的胶体的分散剂与稳定剂胶体化学是化学领域的一门重要学科，研究物质在胶体状态下的性质和行为。

胶体作为一种介于溶液和悬浮液之间的状态，具有许多独特的性质和应用。

在不同的教学环境中，胶体的分散剂和稳定剂起着至关重要的作用，本文将从理论和实践两方面介绍胶体化学教案中的胶体的分散剂与稳定剂的相关内容。

一、胶体的分散剂分散剂是将胶体溶解或分散到其它介质中的物质，常用的分散剂有离子表面活性剂和非离子表面活性剂两种。

1. 离子表面活性剂离子表面活性剂分为阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂两种。

阳离子表面活性剂能够与胶体颗粒的表面带电反离子相吸引，从而改变胶体颗粒的表面性质，使其分散到溶剂中。

而阴离子表面活性剂则能够与胶体颗粒的表面带电阳离子相吸引，实现胶体的分散。

离子表面活性剂在胶体化学教案中常用于展示胶体的分散性和颗粒间的相互作用力。

2. 非离子表面活性剂非离子表面活性剂是指在胶体溶液中不离子离子化的表面活性剂，其分散胶体的机理是通过其非极性的亲水基团与溶剂分子相互作用，从而将胶体颗粒分散到介质中。

相比于离子表面活性剂，非离子表面活性剂的分散作用更加温和、稳定，对胶体颗粒本身的影响较小。

二、胶体的稳定剂稳定剂是指在胶体溶液中能够防止胶体颗粒聚集和沉降的物质，常用的稳定剂有电解质、吸附剂和高分子物质等。

1. 电解质电解质稳定剂通过增加带电胶体颗粒表面带电的绝对值，从而使胶体颗粒之间的相互吸引力减小，达到稳定胶体的效果。

常用的电解质稳定剂包括可溶性盐和酸碱等。

通过调节电解质的浓度和pH值，可以控制胶体溶液的稳定性。

2. 吸附剂吸附剂是一种在胶体颗粒表面吸附并能与胶体颗粒稳定地结合的物质。

通过与胶体颗粒表面发生相互作用，吸附剂能够减少胶体颗粒之间的相互吸引力，防止胶体的聚集和沉降。

常用的吸附剂有胶体硅、氧化铝等。

3. 高分子物质高分子物质是一种能够在胶体溶液中与胶体颗粒形成大分子复合物的物质。

高分子物质通过与胶体颗粒相互作用，形成空间屏障或电双层结构，从而防止胶体颗粒之间的凝聚和沉降。