表⾯活性剂复习资料
⼀、名词解释
1.表⾯活性：因溶质在表⾯发⽣吸附（正吸附）⽽使溶液表⾯张⼒降低的性质。 2.表⾯：把⼀个相和它本⾝蒸汽接触的分界⾯称之。
3.界⾯：把⼀相与另⼀相(结构不同)接触的分界⾯称之。
4.表⾯(界⾯)现象：处于任何相态的任何物质的表⾯与其体相相⽐较, ⼆者在组成、结构、分⼦所处的能量状态和受⼒情况等⽅⾯均有差别，由此⽽产⽣的各种物理和化学现象。
5.表⾯张⼒：垂直通过液⾯上任⼀单位长度、与液⾯相切的收缩表⾯的⼒，简称为表⾯张⼒，其单位为mN/m.。
6.表⾯活性剂：能吸附在表（界）⾯上，在加⼊量很少时即可显著改变表（界）⾯的物理化学性质，从⽽产⽣⼀系列的应⽤功能．
7.吸附：表⾯活性剂从⽔内部迁⾄表⾯，在表⾯富集的过程
8.表⾯过剩：其意义是若⾃1cm2的溶液表⾯和内部各取⼀部分，其中溶剂的数⽬⼀样多，则表⾯部分的组分i⽐内部所多的摩尔数，记为Γi (1)。
9.胶束；两亲分⼦溶解在⽔中达⼀定浓度时，其⾮极性部分会互相吸引，从⽽使得分⼦⾃发形成有序的聚集体，使憎⽔基向⾥、亲⽔基向外，以减少憎⽔基与⽔分⼦的接触，使体系能量下降，这种多分⼦有序聚集体称为胶束。 10. 双⽔相体系；是指某些物质的⽔溶液在⼀定条件下⾃发分离形成的两个互不相溶的⽔相。
11.表⾯能⼩于100mJ/m2的固体称为低表⾯能固体，聚合物和固态有机物。
12.⽆机固体和⾦属的表⾯能多⼤于100mJ/m2，称为⾼表⾯能固体。
13. 临界胶束浓度；表⾯活性剂溶液中开始形成胶束的最低浓度称为，简写为cmc）。
14.亲⽔－亲油平衡值（HLB值）；亲⽔基和疏⽔基之间在⼤⼩和⼒量上的平衡程度的量度。
施密特正交化
15.krafft点：离⼦型表⾯活性剂，在温度较低时，表⾯活性剂的溶解度⼀般都较⼩，当达到某⼀温度时，表⾯活性剂的溶解度突然增⼤，这⼀温度被称为krafft点
16.浊点；即⼀定浓度的⾮离⼦表⾯活性剂溶液在加热过程中，活性剂突然析出使溶液浑浊的温度点。
17.乳化作⽤: 指将⼀种液体的细⼩颗粒分散于另⼀种不相溶的液体中，所得到的分散体系被成为乳液。
18.增溶作⽤：指⽔溶液中表⾯活性剂的存在能使不溶或微溶于⽔的有机化合物的溶解度显著增加的现象，这种作⽤只有在表⾯活性剂的浓度超过临界胶束浓度后才显现出来。
19.乳状液中以液珠形式存在的相称为分散相（或称内相、不连续相）。另⼀相是连续的，称为分散介质（或称外相、连续相）。
20.相转变温度；指在某⼀特定体系中，表⾯活性剂亲⽔亲油性质达适当平衡的温度，记作PIT。
21. 润湿过程；滴在固体表⾯上的少许液体，取代了部分固－⽓界⾯，产⽣了新的液－固界⾯。这⼀过程称之为润湿过程
22.絮凝作⽤：在体系中加⼊有机⾼分⼦絮凝剂（通常也是表⾯活性剂），有机⾼
分⼦絮凝剂通过⾃⾝的极性基或离⼦基团与质点形成氢键或粒⼦对，加上范德华
⼒⽽吸附在质点表⾯，在质点间进⾏桥联，形成体积庞⼤的絮状沉淀⽽与⽔溶液分离。
23.增溶量；向100mL 已标定浓度的表⾯活性剂溶液中由滴定管滴加被增溶物，
当达到饱和时被增溶物析出，溶液变浑浊，此时已滴⼊溶液中的被增溶物的物质
的量即为增溶量。
24.加和增效作⽤：使溶液的表⾯张⼒降低到⼀定程度时，所需的两种表⾯活性
剂的浓度之和低于单独使⽤复配体系中的任何⼀种表⾯活性剂所需的浓度
25.负的加和增效作⽤：使溶液的表⾯张⼒降低到⼀定程度时，所需的两种表⾯
活性剂的浓度之和⾼于单独使⽤复配体系中的任何⼀种表⾯活性剂所需的浓度
⼆、问答题
1、表⾯活性剂按离⼦类型分类可分为⼏类？试举例。
战时兵员动员2.叙述我国表⾯活性剂⼯艺的现状及发展趋势。
答；（1）我国表⾯活性剂始于20世纪50年代末60年代初。1958年中科院植物
保护研究所开发成功我国第⼀个表⾯活性剂蓖⿇油聚氧⼄烯醚，标志着我国表⾯
活性剂⼯业的形成。（2）“七五”和“⼋五”通过引进国外先进的三氧化硫连续
磺化装置、⼄氧基化装置、油脂⽔解装置、以及脂肪醇、脂肪胺和烷基酚的⽣产
装置，使我国多种表⾯活性剂基本原料的⽣产能⼒达到世界⽔平，解决了原料问
题。（3）九⼗年代后品种的数量增长较快，从1990年的290种增加⾄现在的2000
多种。
主要差距；
（1）表⾯活性剂的品种少，产量低，不能满⾜国内需求
（2）⼈均消费⽔平低，美国13.9Kg ，⽇本9.7Kg ，中国0.5Kg
（3）产品结构不合理,⾼档产品少，低档产品多
（4）⼯业应⽤⽐例偏低
（5）基础理论研究较薄弱，缺乏复配和深加⼯技术的理论指导，⽣产⼯艺落后
3、简述影响表⾯张⼒的⼏种因素。
答；影响表⾯张⼒的⼏种因素
（1）分⼦间吸引⼒：液体分⼦间吸引⼒愈⼤，表⾯张⼒愈⼤。
（2）相界⾯性质：表⾯张⼒的⼤⼩与其共存的另以相的物质的性质有关。
表⾯活性剂按离⼦类型分类
表⾯活性剂
离⼦型
阴离⼦型:⼗⼆烷基苯磺酸钠
阳离⼦型：苄基三甲基氯化铵两性型
: C 12H 3Na 2N CH 33CH 3+.Cl -N CH 2COO 3
CH 3+C 12H 25-右旋氨基物
⼗⼆烷基甜菜碱
（3）温度：温度升⾼，界⾯张⼒下降。当温度接近临界温度时，表⾯张⼒趋近于消失。（4）压⼒：压⼒升⾼，表⾯张⼒减⼩。可能与⽓体密度的增加和⽓体在液体中的吸附有关。
4、简述表⾯活性剂的结构特点。
答：表⾯活性剂的结构特点
（1）双亲性：表⾯活性剂的分⼦结构具有不对称的极性的特点，分⼦中同时含有亲⽔性的极性基团和亲油性的⾮极性基团——亲⽔基和亲油基，因此，表⾯活性剂具有既亲⽔⼜亲油的双亲性。
（2）溶解性：表⾯活性剂⾄少应溶于液相中的某⼀相。
（3）表⾯吸附：表⾯活性剂的溶解，使溶液表⾯⾃由能降低，产⽣表⾯吸附，在达到平衡时，表⾯
活性剂在界⾯上的浓度⼤于溶液整体中的浓度。
（4）界⾯定向：吸附在界⾯上的表⾯活性剂分⼦，定向排列成分⼦膜，覆盖于界⾯上。
（5）形成胶束：当表⾯活性剂在溶剂中的浓度达到⼀定值时，其分⼦会产⽣聚集⽣成胶束，这⼀浓度的极限值称为临界胶束浓度（简称CMC ）。
（6）多功能性：表⾯活性剂在其溶液中显⽰多种复合功能。如清洗、发泡、润湿、乳化、增溶、分散等。
5、简述表⾯活性剂的基本功能。
6. 影响表⾯吸附的物理化学因素
①表⾯活性剂分⼦横截⾯积⼩者饱和吸附量较⼤。
决定分⼦横截⾯积的可以是它的亲⽔基，也可以是它的疏⽔基，看在吸附中定向排列时何者较⼤⽽定。不过，多数是⽔合亲⽔基的截⾯积起决定作⽤。另⼀⽅⾯，具有分⽀的疏⽔基的表⾯活性剂，饱和吸附量⼀般⼩于同类型的直链疏⽔基的表⾯活性剂。
②其它因素可⽐时，⾮离⼦型表⾯活性剂的饱和吸附量⼤于离⼦型的。这是因为吸附的表⾯活性离⼦间存在同电性间的库仑斥⼒，使其吸附层较为疏松。③同系物的饱和吸附量差别不太⼤。⼀般的规律是随链长增长饱和吸附量有所增加，但疏⽔链过长(碳原⼦数>16)往往得到相反的效果。
④温度影响的规律是：温度升⾼饱和吸附量减少。不过，在低浓度时⾮离⼦型表⾯活性剂的吸附量往往随温度上升⽽增加。这是吸附效率提⾼的结果。
表⾯活性剂在
附降低表（界）⾯张⼒，改变体系表（界）⾯的物理起泡、消泡、乳化、破乳、分散、絮凝、润湿、
铺展、渗透、润滑、抗静电、杀菌等
表⾯活性剂在溶液
增溶作⽤胶团催化、形成微乳状液、作
为间隔化反应介质和微反应
器、药物载体、洗涤等
⼦层厚度接近纳⽶级可作为制备超细微粒
的模板（模板功能）
⑤加⼊⽆机电解质对离⼦型表⾯活性剂的吸附有明显的增强作⽤；对⾮离⼦型表⾯活性剂吸附的影响不明显。因为只有在离⼦型表⾯活性剂溶液中，电解质浓度增加会导致更多的反离⼦进⼊吸附层⽽削弱表⾯活性离⼦间的电性排斥，使吸附分⼦排列更紧密。
7.固体表⾯特点
①固体可能存在各向异性，形成不同单位晶⾯(或解离⾯) 做的功可不相等；
②固体原⼦的流动性极⼩，形成新固体表⾯时表⾯上的原⼦仍处于原体相中的位置，这是热⼒学不平衡态，表⾯原⼦重排⾄平
衡态需要很长时间。
③固体表⾯区域内，在不改变原⼦数⽬的条件下，通过压缩和伸长原⼦间距离可以改变固体表⾯积的⼤⼩。
④固体表⾯的不规则性、不完整性和不均匀性使得在不同区域、不同位置的表⾯原⼦微环境有差异，受到周围原⼦的作⽤⼒也不同，故使表⾯能不同。
8、吸附等温线有三种：L型、LS型、S型。
L型吸附特点：
①吸附是单分⼦层；
②吸附剂表⾯是均匀的；
③溶液的溶剂与溶质在表⾯上有相同的分⼦⾯积；
④溶液内部和表⾯的性质皆为理想的(分⼦间⽆作⽤⼒)。
LS型吸附特点：
①表⾯活性剂通过静电作⽤吸附于固体表⾯上；
②表⾯电荷完全中和，等温线上出现第⼀个平台；
③随着浓度加⼤，由于碳氢键之间的憎⽔相互作⽤形成表⾯胶束，使吸附量加⼤，此时表⾯电荷反号；
④当浓度⼤于cmc时，等温线出现第⼆平台，表明形成饱和吸附。
S型吸附特点：
①在低浓度下等温线是凹的，吸附量很⼩；
②当浓度增⾄⼀定值后，吸附量急剧上升，然后减缓，最后出现平台，吸附量不再随浓度⽽变化，整个曲线形如S，故称S型等温曲线。
9.表⾯活性剂在固体上吸附的影响因素
①.表⾯活性剂疏⽔基链长，疏⽔链越长越易吸附
②.温度，离⼦表⾯活性剂：T↑，Γ↓；⾮离⼦表⾯活性剂：T↑，Γ↑
③.pH值：pH⾼时，阳离⼦表⾯活性剂的吸附较强； pH低时，阴离⼦表⾯活性剂的吸附较强。当pH
⾼时，表⾯带负电，易吸附阳离⼦表⾯活性剂；当pH低时，吸附剂表⾯带正电，易吸附阴离⼦表⾯活性剂
4.表⾯活性剂吸附的类型：①离⼦表⾯化学剂的亲⽔基带有电荷，易与带相反电荷的吸附剂上吸附。②表⾯活性剂与固体表⾯带有同样电荷时也可以发⽣吸附，因为除了静电⼒以外，还有van der Waals⼒和疏⽔作⽤。
5.吸附剂表⾯性质
第⼀类：强烈带电吸附位的吸附剂
第⼆类吸附剂是极性吸附剂，吸附主要靠⾊散⼒和分⼦间形成氢键。
第三类吸附剂是⾮极性吸附剂，主要靠⾊散⼒的作⽤发⽣吸附。
6.电解质的影响：溶液中加⼊中性电解质，使离⼦表⾯活性剂在固体表⾯的吸附更易进⾏，最⼤吸附量也有所增加。
10.表⾯活性剂分⼦在固体表⾯发⽣吸附的主要作⽤⼒如下：
(1)静电的作⽤(2)⾊散⼒的作⽤(3)氢键和π电⼦的极化作⽤(4)疏⽔基的相互作⽤
11、表⾯活性剂与固体表⾯的吸引⼒作⽤机制：
（1）离⼦交换：吸附于固体表⾯的反离⼦被同电性的表⾯活性离⼦所取代。（2）离⼦对吸附：表⾯活性离⼦吸附于相反电荷的、未被反离⼦所占据的固体表⾯位置上。
3.氢键形成吸附：表⾯活性剂分⼦或离⼦与固体表⾯极性基团形成氢键⽽吸附。
4．π电⼦极化吸附：吸附分⼦中含有富于电⼦的芳⾹核时，与吸附剂表⾯的强正电性位置相互作⽤⽽发⽣的吸附。
5．⾊散⼒吸附：这种吸附⼀般总是随吸附物分⼦⼤⼩⽽增减，⽽且在任何场合发⽣。
6．憎⽔作⽤吸附：表⾯活性剂亲油基在⽔介质中易于相互连接形成憎⽔链，当逃逸⽔的趋势达到⼀定程度时，有可能与已吸附于固体表⾯的其它表⾯活性剂分⼦聚集⽽吸附，即以聚集状态吸附于表⾯。
7．化学吸附：表⾯活性剂以其活性基团与固体表⾯通过化学键结合，可以得到牢固的分⼦层。
12.临界胶束浓度的测定⽅法
（1）表⾯张⼒法：以表⾯张⼒γ对浓度的对数lgC做图得到γ-lgC曲线，曲线的转折点所对应的表⾯活性剂的浓度即为临界胶束浓度。
（2）电导法：适⽤于测定离⼦型表⾯活性剂临界胶束浓度的⽅法。测定表⾯活性剂溶液不同浓度时的电阻，计算出的电导率或摩尔电导，作电导率或摩尔电导对浓度C的关系曲线，其转折点的浓度即为表⾯活性剂的临界胶束浓度。
（3）增溶作⽤法：利⽤烃类或某些染料等不溶或低溶解度的物质在表⾯活性剂溶液中溶解度的变化测定临界胶束浓度的⽅法。
（4）染料法：利⽤某些染料的颜⾊或荧光在⽔中和在胶团中具有明显的差别。（5）光散射法：通常表⾯活性剂在溶液中缔合成胶束时，溶液的散射光强度增加，由此可从溶液光散射-浓度图中的突变点求出临界胶束浓度。
13．影响临界胶束浓度的因素
(1) 疏⽔基团碳氢链的长度：碳原⼦数增加，碳链加长，临界胶束浓度降低。
(2)碳氢链的分⽀：使cmc增⼤
(3) 极性基团的位置：极性基团越靠近碳氢链的中间位置，临界胶束浓度越⼤。
(4) 碳氢链上的取代基：随碳氢链中极性基团数量的增加、亲⽔性的提⾼，表⾯
活性剂的临界胶束浓度增⼤。
第六套广播体操(5) 疏⽔链的性质：表⾯活性剂疏⽔基团的种类，疏⽔基团结构不同，表⾯活性
剂的表⾯活性不同，临界胶束浓度亦不相同。
（6）碳氢链中其它取代基的影响：随碳氢链中极性基团数量的增加、亲⽔性的提⾼，表⾯活性剂的临界胶束浓度增⼤。
（7）疏⽔链的性质：表⾯活性剂疏⽔基团的种类，疏⽔基团结构不同，表⾯活性剂的表⾯活性不同，临界胶束浓度亦不相同。(8)亲⽔基团的种类：离⼦型表⾯活性剂的临界胶束浓度远⽐⾮离⼦型的⼤。两性型表⾯活性剂的临界胶束浓度则与相同碳数疏⽔基的离⼦型表⾯活性剂相近。西洛卓玛
(9)温度对胶束形成的影响：离⼦型表⾯活性剂，在温度较低时，表⾯活性剂的溶解度⼀般都较⼩，当达到某⼀温度时，表⾯活性剂的溶解度突然增⼤，这⼀温度被称为krafft点；⾮离⼦表⾯活性剂存在浊点（Cloud Point），即⼀定浓度的表⾯活性剂溶液在加热过程中，活性剂突然析出使溶液浑浊的温度点。此外还有添加⽆机盐、有机添加剂都对其有影响。
14、胶束作⽤简介
（1）乳化作⽤：指将⼀种液体的细⼩颗粒分散于另⼀种不相溶的液体中，所得到的分散体系被成为乳液。
（2）泡沫作⽤：泡沫实际是⽓体分散于液体中的分散体系，泡沫的形成涉及起泡和稳泡两个因素。
（3）分散作⽤：增加固体粒⼦在溶液中的分散分散稳定性问题。
（4）增溶作⽤：指⽔溶液中表⾯活性剂的存在能使不溶或微溶于⽔的有机化合物的溶解度显著增加的现象，这种作⽤只有在表⾯活性剂的浓度超过临界胶束浓度后才显现出来。
（5）催化作⽤: 表⾯活性剂胶束的直径通常为3～5nm，其⼤⼩、结构和性质与含酶球状蛋⽩相似，因此具有与酶类似的催化作⽤，合理选择表⾯活性剂可以使化学反应的速度显著提⾼。
15.增溶作⽤的特点如何应对涉警舆情
（1）增溶作⽤可以使被溶物的化学势⼤⼤降低，是⾃发过程，使整个系统更加稳定。
（2）增溶作⽤是⼀个可逆的平衡过程
