表面活性剂的功能与作用

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1、增溶作用1.定义是指由于表面活性剂胶束的存在,使得在溶剂中难溶甚至不溶的物质溶解度显著增加的作用。第八章表面活性剂的功能与作用例:乙基苯几乎不溶于水,但在1L0.3mol/L的十六酸钾溶液中可溶解达到50g。又如:室温下苯在水中的溶解度上,每100g只能溶解0.07g苯,但在10%的油酸钠水溶液中,苯的溶解度达到7g/100g,增加了100倍。第1页第2页增溶作用增溶作用2.特点2.特点①与表面活性剂cmc有密切关系在表面活性剂浓度小于其临界胶团浓度时,有机物溶解度很小而且不随表面活性剂浓度改变。在临界胶团

2、浓度以上则溶度大为增加,并随表面活性剂浓度增加迅速上升。表面活性剂溶液浓度超过临界胶团浓度越多,微溶物也就溶解得越多。由此推论:微溶物溶度之增加与溶液中胶团形成有密切关系。第3页第4页增溶作用增溶作用2.特点2.特点②与有机物溶于混合溶剂有本质区别②与有机物溶于混合溶剂有本质区别增溶作用是被增溶物进入胶团,而不是提高了增溶物在溶剂中的溶解度。以苯为例,它在水中的溶度可因加入乙醇而大大增加。不过,为此加入的乙醇量比较大。这是由于乙醇改变了溶剂水的性质的结果,叫做水溶助长作用或助溶作用。与之不同,在加溶作用中表面

3、活性剂的用量相当少,溶剂的性质应无明显的变化。第5页第6页增溶作用增溶作用3.方式2.特点通过X射线衍射、紫外光谱及核磁共振等分析方③加溶作用也不同于乳化作用。法,研究发现增溶作用主要有四种方式。(1)非极性分子在胶束内核的增溶乳化作用是不溶液体分散于水中或另一液体中,形成热力学上不稳定的多相体系,而加溶作用可使被饱和脂肪烃、环烷烃以及增溶物的化学势降低,使体系更加稳定,是自发进其它不易极化的化合物,行的过程,所形成的是热力学上稳定的均相体系。一般是被加溶于胶团的内核之中,就像溶于非极性碳氢化合物液体中一样。第7

4、页第8页增溶作用增溶作用3.方式3.方式(2)在表面活性剂分子间的增溶(3)在胶束表面的吸附增溶对于分子结构与表面活性剂相似的极性某些小的极性分子及染料既不易溶于水也不易溶于非极性烃。如苯二甲酸有机化合物,如长链醇、胺、脂肪酸和二甲酯以及一些染料。极性染料等两亲分子,被增溶物的非极它们是采取吸着于胶团表面区域或性碳氢链插入胶束内部,其极性头插入部分进入表面活性剂极性基层而加溶。表面活性剂极性基之间,通过氢键或偶一些高分子物质、甘油、蔗糖等也采用极分子相互作用联系起来。此种方式增溶。第9页第10页增溶作用增溶作用3.

5、方式4.增溶量变化顺序(4)聚氧乙烯链间的增溶增溶量的顺序为胶团栅栏层外壳>内核栅栏层>胶团内核>胶团表面,即(4)>(2)>(1)>(3)尽管随着科学技术的发展,测试手段更为先进和精确,但以聚氧乙烯基为亲水基团的非离子应当知道,增溶物在胶团中的增溶位置受到多种因素的影表面活性剂,通常被增溶物被包藏在胶响可以有所变化。束外层的聚氧乙烯链中。此外,增溶体系是动态平衡体系,即原始胶团和指定分子以这种方式增溶的物质主要是较易极的增溶位置随着时间变化而变化,增溶物在胶团中的平均化的碳氢化合物,如苯、乙苯、苯酚等短链芳香烃类

6、化合物。存在时间仅约为10-6〜10-10s。第11页第12页增溶作用增溶作用5.影响增溶作用的一些因素5.影响增溶作用的一些因素(1)表面活性剂结构和性质的影响(1.)表面活性剂结构和性质的影响对于饱和烃和极性小的有机物在同系列表面活性剂水溶液中的增溶能力随表面活性剂碳链增长而增加。这是由于此类增溶物通常主要增溶于胶团内核,表面活性剂碳链增长,其cmc值减小,胶团聚集数大,胶团大小增大,因而使此类增溶物增溶量增大。第13页第14页增溶作用增溶作用5.影响增溶作用的一些因素5.影响增溶作用的一些因素(1)表

7、面活性剂结构和性质的影响(2).增溶物结构与性质的影响基本规律增溶物无论处于胶团中的何种位置,增溶量都与它们的分表面活性剂的加溶能力受其类型的影响,也就是受其亲水基变化的影响。子量、分子体积、构型、分子极性等有关。具有同样疏水基的不同类型表面活性剂的加溶量常有如下①烃类加溶一般规律:次序:非离子型>阳离子型>阴离子型。分子越大,也就是摩尔体积越大,加溶程度越小。非离子表面活性剂溶液对脂肪烃的加溶作用随其疏水基链长增加而增加,但随聚氧乙烯基链长增加而减小。脂肪烃与烷基芳烃,加溶的程度随加溶物链长增加而减离子

8、型表曲活性剂极性基的变化也会影响其加溶能力。二小,随其不饱和程度增加而增加。价金属的烷基硫酸盐比相应的钠盐有较大的加溶能力。②对于多环芳烃,加溶程度随分子大小增加而下降。例如,1L0.01mol/L十二烷基硫酸钠溶液约加溶1g苯,而同浓度的十二烷基硫酸镁溶液则约溶解3.6g苯。有分支

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