JZ030101WB01表面活性劑概述

《精細化學品制備》課程

職業(yè)教育精細化工技術專業(yè)教學資源庫（2019-51）合成洗滌劑的制備3冰淇淋是我們最喜愛的食物；有了洗滌劑我們的生活才能如此美好。若沒有表面活性劑，這兩樣東西都不會有。這真是太可悲了。

但是，如果真的沒有了表面活性劑，也不會有人為沒有冰淇淋和洗滌劑而哭泣。因為沒有表面活性劑，人也沒有了?！缑婊瘜W家Ckint4界面是指物質的相與相之間的交界面。

通常將有氣相組成的氣—固、氣—液等界面稱為表面。相（phase）是指體系中物理和化學性質均勻的部分。一、表面張力1.相、界面和表面2.表面張力的形成機理預備知識：在液體中，當兩個分子之間的距離大于r(約為10-9m)時，這兩個分子之間的引力趨于零，則稱距離r為分子作用半徑。如果以某一分子為球心，r為半徑作一球面，則在球面內(nèi)的其他分子對球心的分子都有引力作用。這個球面稱為分子作用球(molecularsphereofaction)或分子的作用范圍。在液體和氣體接觸的表面下，厚度為分子作用半徑的一層液體稱為液體的表面層(surfacelayer)。56表面層分子m和液體內(nèi)部分子mˊ。它們受力情況分析如下：mˊ在各個方向上大小相等，合力為零。以m為球心的分子作用球只有一部分在液體內(nèi)部，另一部分處在液面外的液體蒸氣和空氣中。由于氣體分子密度比液體分子密度小得多，所以分子m受到液體內(nèi)部分子對它向下的引力大于液面外氣體分子對它的引力，即處于表面層的分子受到指向液體內(nèi)部的力的作用。3.表面張力：液體表面上垂直作用于單位長度線段上的表面緊縮力，稱為表面張力(surfacetension)。對于平面液面來說，表面張力的方向與液面平行；對于曲面來說，表面張力的方向與液面的切線方向一致。葛秀濤主編；張麗惠，馮劍副主編；章守權，王澍，過家好編,物理化學,中國科學技術大學出版社,2014.08,第239頁7表面張力的表示符號表面張力用γ表示，單位上N/m。8影響表面張力的因素

1.物質的性質2.溫度3．所接觸氣相的本性4．雜質5.兩相分子之間的作用力差距91.物質的性質：表面張力是由分子間的作用力引起的，分子間的作用力越大，表面張力越大，故具有①金屬鍵的物質表面張力最大，②離子鍵的物質次之，③極性共價鍵結構的物質再次之，④非極性共價鍵物質的表面張力為最小，10112.溫度：溫度升高，分子間距離變大，分子間作用力下降，因此表面張力會下降。123．所接觸氣相的本性由于表層分子與不同物質接觸時所受的力不同，所以γ也有差異，如表8—3所示。134．雜質少許的雜質往往能極大地影響γ值，例如當氣相中含有分壓為393Pa的水蒸氣時，水銀的γ就下降了38．4mN·m-1(165℃)。如果雜質分子與液體分子間的作用力小于液體分子間的作用力，則雜質將被排擠到液體表面層中去，這時雜質在表面層的濃度大于液體內(nèi)部的濃度，從而使液體表面張力下降。反之就會使表面張力上升。145.兩相分子之間的作用力差距兩相分子間作用力差距越大，γ越大(實際上此時應稱界面張力)。例如水—辛醇的γ為8．5×10mN·m-1，水一乙醚的γ為10．7mN·m-1，水一正辛烷的γ為50．8mN·m-1。1516生活中的表面張力現(xiàn)象17一個玻璃杯灌滿水后，將x小滾珠順著杯子的邊緣放入杯中，你會發(fā)現(xiàn)杯中已裝入很多小滾珠后，盡管水面高出杯口，堆起來很高，呈現(xiàn)向上凸起的形狀，但仍不溢出來。這是因為液體表面層存在表面張力，好像在水的表面上覆蓋了一層彈性膜。當把小滾珠放入水中后，雖然水已超出杯口，“堆”的很高，但仍沒有破壞“彈性膜”，因此水也不會溢出來。

18二、表面活性和表面活性劑1、表面張力當溫度和壓力固定時，純液體的表面張力不變。對于溶液就不同了，其表面張力會隨著濃度的變化而改變。溶液的表面張力的變化有三種情況：A、無機鹽溶液；B、醇類、酸類等大部分極性有機物；C、八碳以上的有機鹽、有機胺鹽、苯磺酸鹽等。192、表面活性若一種物質（甲）能降低另一種物質（乙）的表面張力，就說甲對乙有表面活性。20213、表面活性劑的定義表面活性劑是指在溶液中加入很少量即能顯著降低溶劑表面張力、改變體系界面狀態(tài)的物質。親…的脂肪三、表面活性劑的結構特點－雙親性因此，表面活性劑分子被稱為兩親分子(amphiphilic[,?mf?'f?l?k]molecule)。葛秀濤主編；張麗惠，馮劍副主編；章守權，王澍，過家好編,物理化學,中國科學技術大學出版社,2014.08,第267頁22表面活性劑分子結構特點是具有不對稱性。整個分子可以分成兩部分，一部分是親油的(1ipophilic)非極性基團，稱為疏水基(hydrophobicgroup，或憎水基、親油基)；另一部分是極性基團，稱為親水基(hydrophilicgroup，或憎油基)。23例如：十二烷基硫酸鈉

表面活性離子反離子董國君，蘇玉等編著,表面活性劑化學,北京理工大學出版社,2009.08,第1頁242526四、表面活性劑的分類（一）按親水基分類宋啟煌，王飛鏑主編,精細化工工藝學第3版,化學工業(yè)出版社,2013.08,第34頁2728（二）按疏水基分類①碳氫表面活性劑；②氟表面活性劑，碳氫表面活性劑中的氫部分或全部被氟取代；③硅表面活性劑，疏水基為全甲基化的Si－O－SiSi－C－Si或Si－Si主干，一般是二甲基硅烷的聚合物；④聚氧丙烯表面活