表面活性剂在溶液中的表面活性

PH值 PH值升高，两性表面活性剂的cmc下降。
有机物
长链极性有机物如(醇、酸、胺等)，随碳氢链增长，表面 活性剂cmc下降。 通过与表面活性剂胶束结合而影响cmc
甲醇、乙二醇等这类极易溶于水的有机溶剂对cmc影响不 大。但若加量过大会使表面活性剂cmc增大。
通过改变水与胶束以及水与表面活性剂之间的相互作用来 引起cmc改变
4、cmc的物理意义
表面活性剂溶液的浓度只有稍高于它的临界胶 束浓度时，才能充分显示其作用。 润湿、渗透作用，只需界面吸附，浓度稍高于 cmc即可显示效果。 乳化、分散、增溶、净洗，需大量胶束起作用， 浓度需超过cmc较多。
5、临界胶束浓度的测定 表面张力法
电导法 染料法 光散射法 加溶法
5.3 表面活性剂表面活性的表征
第五章 表面活性原理
主要内容： 表面活性剂在表面的吸附 表面活性剂在溶液内部的自聚 表面活性剂表面活性的表征
5.1 表面活性剂在溶液表面的吸附
一、表面吸附现象
1、表面活性剂在界面上发生相对聚集的状况：
吸附量、表面张力随浓度变化情况
Γ
γ
Γ
∞
c
c
2、饱和吸附：表面活性剂浓度很低时，吸附量
很小；当浓度逐渐增加，吸附量急剧增大；当浓
度达到一定程度后，吸附量不再增加，而趋于恒
定，此时称饱和吸附，极值称饱和吸附量Γ
∞
。
了解：
对离子型表面活性剂，表面活性离子在表面形成定向排列 的、带电的吸附层后，在其电场作用下，反离子被吸引，一部 分进入吸附层（固定层），另一部分以扩散形式分布，形成双 电层结构。
二、影响吸附的因素
1、亲水基 亲水基小者，分子横截面积小，饱和吸附量大。 非离子型表面活性剂饱和吸附量大于离子型。 2、疏水基 疏水基小者，分子横截面积小，饱和吸附量大。
表面活性剂分子中有抑制胶束化的结构因素存在，表 面活性剂降低表面张力的效能提高。
效能判断：增加疏水基支化度，效能提高 亲水基向分子中部移动，效能提高 增加疏水基的不饱和度，效能提高
二、胶束结构
三、临界胶束浓度
1、定义 临界胶束浓度：表面活性剂达饱和吸附后，再 增加浓度，只是溶液内部表面活性剂分子或离子不
断增多，表面活性剂疏水基相互吸引分子缔合，亲
水基朝外与水相接触，形成球状胶束。开始形成胶 束时的浓度称临界胶束浓度。用cmc表示。
2、表面活性剂化学结构对cmc影响 (1)疏水基
（b）表示浓度相对升高。表面活性剂很快地聚集到水面，使 空气和水的接触面减少，从而使表面张力急剧下降。与此同 时，水中的表面活性剂分子也三三两两地聚集到一起，相互把 憎水基靠在一起，开始形成所谓胶束。
空气
水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水 水
非离子表面活性剂EO链增长，cmc上升 离子型表面活性剂，亲水基有效电荷降低，cmc下降
3、外界因素对cmc的影响 温度 离子型表面活性剂cmc随温度增加略有上升； 非离子表面活性剂cmc随温度增加而下降。 电解质 加入电解质，cmc下降。
cmc下降倾向：离子型＞两性型＞非离子型 但不可加入过量电解质，否则会发生盐析和盐溶作用
降低液体的表面张力，使增加气液界面的过程
容易进行。
形成表面活性剂分子或离子紧密定向排列的表
面吸附层，或称吸附膜、吸附单层。
5.2 表面活性剂在溶液内部的自聚
一、胶束的形成
（a）
（b）
（ c）
（d）
（a）表示极稀溶液。此时空气和水的界面上还没有聚集很多 的表面活性剂，空气和水还是直接接触，水的表面张力下降 不多，接近于纯水的状态。
(b)
溶液
稳Biblioteka Baidu化
稳定化
(a)
(c)
（c）表面活性剂浓度逐渐升高。水溶液表面聚集了足够 量的表面活性剂，并毫无间隙地密布于液面上形成单分 子膜，此时空气与水完全处于隔绝状态。如再提高浓度， 则水溶液中的表面活性剂分子就各自以几十、几百地聚
集在一起，排列成憎水基向里，亲水基向外的球状胶束。
此为正规的胶束。表面活性剂形成胶束的最低浓度叫临 界胶束浓度（cmc）。
碳氢链长：疏水链增长，cmc下降 碳氢链分支：支化度升高，cmc上升 碳氢链中双键：含不饱和键，cmc上升 疏水链中引入极性基团(如－O－、－OH、－NH－等) cmc上升
疏水链中H被F取代，cmc下降(末端H被F取代例外)
疏水链中有苯基，cmc上升
(2)亲水基
亲水基靠近疏水链中间，cmc上升
离子型表面活性剂的cmc大于非离子表面活性剂的cmc
γcmc值与cmc时的表面吸附量（即饱和吸附量）及 每个吸附分子或离子所占的表面积有关。表面活性剂 的碳氢链在表面吸附层中的结构排列越紧密，则溶液 的表面张力越低。
影响效能高低的因素
疏水基相互作用越弱，表面张力越低。
效能比较：碳氟表面活性剂＞硅表面活性剂＞碳氢表面活性剂
表面活性剂溶液电性质
效能比较： 非离子表面活性剂＞离子型表面活性剂 加入电解质，对离子型表面活性剂，效能增加。
（d）表示浓度已大于临界胶束浓度时的表面活性剂分子状态。 此时再增加表面活性剂，水溶液表面已形成了单分子膜，空气 和水的接触面不会再缩小。因此也就不能再降低表面张 力了。而胶束不断增加，由球状变为棒状，再到层状等。
作
问答题：
业
1、影响表面活性剂在界面吸附的因素有哪些， 如何影响？
2、解释：表面活性剂在溶液中如何维持自身 稳定状态？
一、表面张力降低的效率
效率定义：降低溶剂表面张力至一定值时， 所需表面活性剂的浓度。
规律：所需浓度越低，效率越高。 效率与cmc有关，各种因素对效率高低的影 响同对cmc的影响相反。
二、表面张力的降低的效能（γcmc）
效能定义：能使表面张力降低到的最低值。 规律：使表面张力降到的最低值越小，效能越高。
3、同系物 碳链增长饱和吸附量增加，但不可过长。
4、温度
离子型表面活性剂：吸附量随温度升高而减少。 非离子型表面活性剂：在低浓度时吸附量往往随温度上 升而增加。
5、无机电解质
对离子型表面活性剂，加入无机电解质对吸附有明显的 增强作用。 对非离子型表面活性剂，无机电解质对吸附影响不明显。
三、表面活性剂溶液表面吸附的功能