东华大学-应用化学-表面活性剂习题 (5)

第四章

1.何谓临界胶束浓度？简述影响CMC 值的各种因素。试根据以下表面活性剂的分子结构，判断其在水中的CMC 值大小并排序。

()()()()()()()()()()()()()()()H

O H C O CH CH f Na SO H C CH CH e Na

SO H C CH CH CH d Na SO CH CH c H

O H C O CH CH b Na SO CH CH a 44211233469233528233923842112331123+

-+-+

-+

- 答：1.表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度即为临界胶束浓度，用CMC 表示。

2.影响CMC 值的因素为：

（1）在水溶液中显著影响的CMC 的因素

① 疏水基 直链离子型表面活性剂而言，每增加一个亚甲基可使CMC 下降一半。对非离子型表面活性剂而言，每增加二个亚甲基可使CMC 下降至原值的十分之一。支化度增加或者极性基的位置向链中间移动时，CMC 会随之增加。

② 亲水基 离子型表面活性剂CMC > 非离子型表面活性剂CMC 。离子型表面活性剂一般其极性基的极性越小，则CMC 越小。比如具有相同k 的羧酸盐、磺酸盐和硫酸酯盐的CMC 是依次降低的。非离子型聚氧乙烯醇类及烷基酚类，在水介质中的CMC 和分子中氧乙烯单元数的关系：logCMC=A ’+B ’R

（2）电解质

在水溶液中电解质使CMC 降低阴离子型与阳离子型﹥两性型﹥非离子型

（3）有机添加剂

① 第一类极性有机物——少量加入，CMC 降低，而且，碳链愈长，下降愈明显；

② 第二类水结构调节剂——用量较大，主要通过与水的混合改变水结构来影响CMC,特别对非离子型表面活性剂CMC 的影响更明显。

（4）温度

温度对表面活性剂在水解质中的CMC 的影响是有限的、复杂的。一般先随温度增加而下降，达到了最低值，继续上升温度时数值又上升。根据数据分析，离子型表面活性剂最低CMC 的温度～25℃；聚氧乙烯醚非离子表面活性剂的CMC 随温度升高而单调降低。

排序：e ＞d ＞a ＞c ＞b ＞f

2.何谓胶束的聚集数？简述影响聚集数N的各种因素。现有非离子型表面活性剂CH3(CH2)nO(C2H4O)mH,简述其在水中的聚集数N随n、m、温度以及加入电解质的变化趋势。答：1.聚集数即缔合成胶束的表面活性剂分子数。

2.影响聚集数N的因素：

(1)离子型表面活性剂的聚集数n在50~60之间，而非离子型表面活性剂的聚集数n≥400。

(2)对于聚氧乙烯型非离子表面活性剂，若聚氧乙烯链长增加，而碳氢链长不变时，则表面活性剂的胶束聚集数n减小。

(3)表面活性剂与溶剂之间的不相似性越大，则聚集数越大。在水溶液中，当表面活性剂的亲水性变弱时，胶束聚集数就大为增加。

(4)离子型表面活性剂水溶液中添加中性电解质，会使聚集数增加。

(5)升温导致离子型表面活性剂水溶液聚集数下降少，但对聚氧乙烯醚型非离子表面活性剂，聚集数增加很多。

(6)增溶作用通常会使胶束的聚集数增加，当胶束的增溶物质的量增加时，聚集数继续增加，直至达到增溶极性限为止。

3.N随m的增大而减小；N随n的增大而增大；加入电解质N增大但增加很小；升温导致离子型表面活性剂水溶液N下降少，但对聚氧乙烯醚非离子型表面活性剂胶束的N增加很多。