表面活性剂的概念与特点(习题解析)(精)
表面活性剂分析
微型流化床
03
利用微型流化床中的高传质、高分散特性，实现表面活性剂的
连续合成。
04
表面活性剂的性能评价
表面张力与界面张力
表面张力
表面活性剂能够显著降低水的表面张力，使得水更容易润湿其他物质表面。表 面张力越低，润湿性能越好。
界面张力
界面张力是指两种不同物质之间的界面处的张力。表面活性剂能够降低油水界 面张力，有助于油污的去除。
性质
表面活性剂具有降低表面张力、润湿 、乳化、增溶、起泡和消泡等特性， 这些性质与其分子结构和溶液环境密 切相关。
表面活性剂的应用领域
洗Hale Waihona Puke 剂用于清洁衣物、餐具等，主要 利用表面活性剂的润湿、乳化
、增溶等性质。
化妆品
用于护肤、洗发、沐浴等产品 中，主要利用表面活性剂的乳 化、增溶等性质。
石油工业
用于油水分离、采油等，主要 利用表面活性剂的乳化、破乳 等性质。
优先选择低毒、易降解、环保的表面活性 剂，减少对环境和健康的危害。
合理控制表面活性剂的使用量，避免过量 使用造成的环境污染和健康危害。
规范废弃物处理
加强监管和检测
对含有表面活性剂的废弃物进行规范处理 ，避免对环境和人体健康造成危害。
政府和相关部门应加强对表面活性剂生产 和使用的监管，同时加强检测和评估，确 保安全使用。
05
表面活性剂的环境影响与 安全问题
表面活性剂的环境污染问题
生态毒性
表面活性剂对水生生物具有毒性作用，可影响水生生物的生长发育 和生存。
持久性污染
部分表面活性剂不易降解，可在环境中长期残留，对生态环境造成 长期影响。
富营养化
表面活性剂中的磷、氮等元素可促进水体中藻类的生长，导致水体富 营养化。
表面活性剂性质、分类及特性
Span 俗称 OP系O列，化学性质稳定Tw，ee抗n 氧化性O 能强 O
O CR
O
O
CR
(3) 聚氧乙烯烷基酰胺 OH
OH
H(OC2H4)x O
O(C2H4O)zH
R-CONH(C2H4O)nH
常用作起泡剂、增粘剂
OH
O(C2H4O)yH
(4) 多元醇型 主要是失水山梨醇的脂肪酸酯及其聚氧乙
烯加成物Span类 及 Tween类表面活性剂即属此类；具有 低毒的特点，广泛用于医药工业、食品工业以及生化实验
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(1) 氨基酸型 R-NH2CH2-CH2COO－ 洗涤性能良好，常作为特殊洗涤剂
(2)甜菜碱型 CH3
R-N+-CH2COOCH3
去污力强，对纤维有保护作用
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----由于其特殊结构，具有许多优异性能，如良好 的去污、起泡和乳化性能，耐硬水性好，对酸碱和 多种金属离子都比较稳定，具有抗静电、杀菌、防 腐蚀等使用性能，特别是其极低毒性和无刺激性以 及良好的生物降解性能，使其在日用化学品应用中 前景广阔。同时在纺织、印染、化纤、除锈方面都 有相当用途。
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§2.2 表面活性剂的结构、分类及一般性质
1、表面活性剂的结构
表面活性剂分子 非极性亲油基团（烃 链） 极性亲水基团
两亲分子； 不对称、极性；
9
亲水基团和亲油基团
亲水基是容易溶于水或容易被水所润湿的原子 团，如磺酸基、羧基、硫酸酯基、羟基、氨基等;
亲油基又称疏水基、憎水基，由烃链—(CH2)n--组 成，链有长有短，有的具有支链，或者被杂原子或环 状原子团所中断： --(CH2)n-O-(CH2)m-， (CH2)n-Ph—
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(完整word版)表面活性剂
第三章表面活性剂表面活性剂在药物制剂的制备中被广泛应用，其结构特征是具有亲水性与亲脂性两种基团，其作用是能显著降低分散系的表面（界面）张力，因此可用作乳化剂、助悬剂、增溶剂、促吸收剂、润湿剂、起泡剂与消泡剂、去污剂等，是药用乳剂、悬浊剂、脂质体等的重要辅料.本章重点讨论表面活性剂的基本性质（如CMC值、HLB值、Krafft点与昙点等）与测定方法等。
第一节表面活性剂分类一、表面活性剂（surfactant)：具有很强表面活性,加入少量就能使液体表面张力显著下降的物质。
1.①纯液体在一定温度有一定的表面张力，是液体的物理常数.②当在水中加入无机盐或糖类物质时，则水的表面张力略有升高;③当在水中加入低级脂肪醇、脂肪酸时，则水的表面张力下降,称此类物质为水的表面活性物质。
④当在水中加入油酸钠、十二烷基硫酸钠（高级脂肪酸）时，则水的表面张力能够显著的降低，称此类物质为该溶剂的表面活性剂(surfactant)。
2.表面活性剂分子的结构特征:是由具有极性的亲水基和非极性的亲油基组成,而且两部分分处两端。
因此，表面活性剂具有既亲水又亲油的两亲性质，但具有两亲性的分子不一定都是表面活性剂。
3.表面活性剂的吸附性：表面活性剂由于其特殊结构可以在两相界面发生定向排列,来改变两相界面性质。
从而起到润湿、乳化、增溶、絮凝、反絮凝、起泡、消泡的作用。
（1）在溶液中的正吸附:表面活性剂在溶液表面层聚集的现象为正吸附，正吸附改变了溶液表面的性质。
最外层疏水，表现低表面张力，产生较好的润湿性、乳化性、增溶性、起泡性.（2）在固体表面的吸附：表面活性剂溶液与固体接触时，表面活性剂分子可能在固体表面发生吸附，使固体表面性质发生改变，易于润湿.二、表面活性剂的类型1。
表面活性剂分类方法有多种，根据来源可分为天然表面活性剂与合成表面活性剂；2。
根据溶解性质可分为水溶性表面活性剂与油溶性表面活性剂;3。
根据极性基团的解离性质分为离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂两大类；再根据离子型表面活性剂所带电荷，又分为阳离子、阴离子、两性离子表面活性剂。
表面活性剂习题与答案
第一章概述1.表面活性剂的定义在加入量很少时即能明显降低溶剂的表面张力，改变物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、增溶及分散等一系列作用，从而达到实际应用的要求的一类物质。
2.表面活性剂的分类（按离子类型和亲水基的结构）离子类型：a.非离子型表面活性剂b.离子型表面活性剂（阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂）亲水基：羧酸盐型、磺酸酯盐型、磷酸酯盐型、胺盐型、季铵盐、鎓盐型、多羧基型、聚氧乙烯型第二章表面活性剂的作用原理表面活性、表面活性物质、表面活性剂？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被称为表面活性，这类物质被称为表面活性物质。
表面活性剂：是一类表面活性物质，其在浓度极低时能明显降低溶液表面张力的物质。
表面活性如何表征？假如ψ。
是水或溶剂的表面张力，ψ为加入表面活性剂后溶液的表面张力，则表面（界面）张力降低值π可表现为π5ψ。
2ψ，在稀水溶液中可以用表面张力降低值与溶液浓度的比值π/c来衡量溶质的表面活性。
当物质的浓度c很小时，ψ-c略成直线，每增加一个–CH2，π/c增加为原来的3倍。
表面活性剂的两大性质是什么？如何解释？两大性质：降低表面张力和胶束的形成降低表面张力：是由亲水、亲油基团相互作用、共同决定的性质，表面活性剂分子吸附于液体表面，用表面自由能低的分子覆盖了表面自由能高的溶剂分子，因此溶液的表面张力降低胶束的形成：达到吸附饱和，表面活性剂的浓度再增加，其分子会在溶液内部采取另一种排列方式，即形成胶束。
什么是临界胶束浓度及其测定方法？开始形成胶束的最低浓度被称为临界胶束浓度（critical micelle concentration,简写为cmc）。
测量依据：表面张力、电导率等性质随着表面活性剂浓度的变化，上述性质发生突变的浓度。
1、表面张力法：表面活性剂水溶液的表面张力开始时随溶液浓度的增加急剧下降，到达一定浓度（即cmc）后变化缓慢或不再变化。
表面活性剂复习题
第一章表面活性剂绪论基本概念：(1)表面张力表面张力是指作用于液体表面单位长度上使表面收缩的力（N/m）(2)表面活性物质能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质。
(3)表面活性剂表面活性剂是指在加入少量时就能显著降低溶液表面张力并改变体系界面状态的物质。
(4)表面活性剂有效值能够把水的表面张力降低到的最小值。
显然，能把水的表面张力降得愈低，该表面活性剂愈有效。
(5) C20C20：降低溶液表面张力20mN·m-1 时所需的表面活性剂浓度,该值愈小表明表面活性剂在界面的吸附能力愈强。
(6)cmc临界胶束浓度简称CMC.表面活性剂在溶液中开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。
(7)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，减小了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。
随着亲水基不同和浓度不同，形成的胶束可呈现棒状、层状或球状等多种形状。
(8)胶束聚集数胶束聚集数：指缔和成胶束的表面活性剂分子或离子的数量，可度量胶束的大小。
疏水性↑，胶束聚集数↑胶束聚集数=胶束量（胶束的分子量）/表面活性剂的分子量(9)Krafft 点Krafft 点：1%的表面活性剂溶液加热时由浑浊变澄清，溶解度急剧增加时的温度。
Krafft 点低，表面活性剂的低温水溶性越好；离子型表面活性剂通常在Krafft 点以上使用(10)浊点浊点：1%的聚氧乙烯型非离子表面活性剂溶液加热时，溶液由澄清变浑浊时的温度。
非离子型表面活性剂通常在浊点以下使用浊点越高，溶解度越好，使用范围越广2 基本数值(1)水在20℃时的表面张力为72.8mN/m3 重要关系(1)表面张力的影响因素及其一般规律影响表面张力的因素——分子间力有关温度对表面张力的影响：随温度升高，分子间力降低，液体的表面张力降低；压力对表面张力的影响：随压力升高，气相密度升高，液体表面的内向合力降低，液体的表面张力降低；(2)cmc的影响因素及其一般规律内因：(1)碳氢链的长度：碳数↑，cmc↓(2)碳氢链的分支：分支↑，cmc↑(3)极性基团位置：极性基团居中，cmc↑(4)碳氢链中引入双键、极性基团，cmc↑(5)疏水链的性质：CH链→CF链，cmc↓(6)亲水基团的种类：n-SAA <<ionic-SAA≈amphionics –SAA外因：温度：ionic-SAA在其Krafft point 以上使用nonionic-SAA在其cloud point 以下使用无机强电解质：加入使ionic-SAA的cmc↓,对nonionic-SAA影响不大无机盐和有机添加剂：影响胶束的形状(3)表面活性剂结构与性能关系的一般规律γ极性的碳氢化合物＞γ非极性碳氢化合物；γ芳环或共轭双键化合物＞饱和碳氢化合物；同系物中相对分子质量较大者表面张力较高4 表面活性剂的分类方法及其主要类型表面活性剂分类方法有多种，根据来源可分为天然表面活性剂与合成表面活性剂；根据溶解性质可分为水溶性表面活性剂与油溶性表面活性剂；根据极性基团的解离性质分为离子型表面活性剂与非离子型表面活性剂两大类；再根据离子型表面活性剂所带电荷，又分为阳离子、阴离子、两性离子表面活性剂。
宋启煌主编-精细化工工艺学第一章习题及答案(精藏)
第三章表面活性剂1、表面张力是一种能引起液体表面自动收缩的力，它的单位为mN/m。
垂直作用于液体表面单位长度与液面相切，使表面收缩的力。
3、表面张力是液体本身所具有的基本性质，温度升高，表面张力不变。
( × )表面张力反映了物质分子间作用力强弱，作用力越大，表面张力也就越大。
（√）5、在常温常压下，乙醇、水银、水几种液体其表面张力大小排序为：水银＞水＞乙醇。
6、具有表面活性的物质都是表面活性剂。
( × )表面活性剂是这样一类物质，它能吸附在表（界）面上，在加入很少时即可显著改变表（界）面的物理化学性质(包括表面张力)，从而产生一系列应用功能（如润湿、乳化、破乳、起泡、消泡、分散、絮凝、增溶等）。
8、表面活性剂的结构特点表现为具有双亲性的结构。
、表面活性剂按照亲水基团在水中能否解离分为离子型表面活性剂和非离子型表明活性剂。
10、根据表面活性剂解离后所带电荷类型分为：阳离子、阴离子、两性离子表面活性剂。
11、简述表面活性剂降低水表面张力的原理。
把表面活性剂加入到水中以后，由于它具有亲水亲油结构，它就会吸附于水的表面产生一定程度的定向排列：亲油基朝向疏水的空气，亲水基朝向水中，使原来的水/气界面变成了表面活性剂/气界面，从而降低表面张力。
12、描述胶束的结构。
胶束是表面活性剂在水中形成的一种自聚体结构。
这种结构表现为：表面活性剂的亲油基朝内聚居在一起形成一个疏水的内核，亲水基朝外形成一个亲水的外壳。
表面活性剂的这种结构使得表面活性剂能够稳定的存在于水中。
13、列举出表面活性剂的6种应用性能。
乳化，发泡，消泡，分散，增溶，润湿，洗涤，渗透，柔顺，抗静电，防水，缓蚀，杀菌。
当表面活性剂在水中达到一定浓度时，表面活性剂的两亲性结构会使表面活性剂分子在溶液内部发生自聚：疏水基团向里靠在一起形成内核，亲水基朝外与水接触以达到稳定存在状态。
表面活性剂在水中形成的这种自聚体结构就叫做胶束。
把表面活性剂开始大量形成胶束时的最低浓度也就是达到饱和吸附时的表面活性剂的浓度叫做临界胶束浓度。
表面活性剂化学
2.表面活性剂的温和性
1）表面活性剂的类型 阳离子表面活性剂最强。非离子表面活性剂的刺激性
一般都很低。多数阴离子表面活性剂和两性表面活性
剂的刺激性居于上述两类之间。
2)分子大小 小分子表面活性剂容易造成经皮渗透，对皮肤刺激
性大；分子表面活性剂不易发生本身经皮渗透问题，且
由于大分子二级、三级结构的影响，极性基团及疏水支
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在室温下(20℃～25℃)的溶解度： 非离子型表面活性剂〉离子型表面活性剂
在碳链相同的离子型表面活性剂中： 季铵盐类阳离子表面活性剂的溶解度较大。两
性表面活性剂，也以正离子部分为季铵盐的溶解度 为最大。
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3）表面活性剂在油溶剂中溶解性 主要取决于亲油基和亲水基的种类，链的长短
对离子的种类、溶液的温度、不纯物的存在与否等 因素。 亲油基的亲油性
剂、织物整理剂、均染剂等类。
1.3.5特种表面活性剂
有机金属表面活性剂、含硅表面活性剂、含氟表
面活性剂、含磷表面活性剂、含硼表面活性剂和
反应性特种表面活性剂。
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1. 4表面活性剂的亲水亲油性
1.4.1分析测定法
1.表面活性剂的溶解度 在水中溶解度大亲水性强而亲油性就差。 在水中的溶解度小则亲油性就相对强。
阳离子型表面活性剂中： 胺盐类在碱中不稳定，容易析出游离胺，但较耐
酸；而季铵盐在酸和碱中均较稳定。
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非离子表面活性剂：
一般的能稳定地存在于酸、碱溶液中。 两性表面活性剂： 在等电点时容易生成沉淀。但分子中有季铵离子者， 则不会出现沉淀。 含有酯基表面活性剂： 在强酸及强碱溶液中都易发生水解，最不稳定； 含醚链表面活性剂
A
1.637 1.393 1.610 1.961 1.961
表面活性剂分析
一、定义：1、表面活性剂：⑴、在浓度很低时,能显著降低溶剂（一般为水）的表(界)面张力，从而明显改变体系表(界)面性质和状态的物质称为表面活性剂。
⑵、在浓度很低的情况下，能够显著降低水的表面张力或水同其他物质的界面张力的物质。
2、临界胶束浓度（cmc或叫CMC）：形成表面活性剂完整胶束的最低浓度叫表面活性剂的临界胶束浓度。
3、双亲结构:在同一表面活性剂分子中同时具有亲油基和亲水基。
4、乳化:互不相溶的两种液体中,一种液体以微小粒子分散于另一种液体中的现象叫乳化，形成的液体叫乳液。
5、分散:一种固体以细小微粒的形式均匀地散布于另一种液体中的现象。
6、浊点：（含醚键或酯基的）非离子表面活性剂在水中的溶解度随温度的升高而降低，当达到一定温度时溶液开始变浑浊，这一温度叫非离子表面活性剂的浊点(也叫雾点)。
7、等电点:两性离子表面活性剂溶液中，正、负离子离解度相等时溶液的PH值。
8、HLB值（亲水亲油平衡值）：表面活性剂为具有亲水基团和亲油基团的两亲分子，表面活性剂分子中亲水基和亲油基之间的大小和力量的平衡程度的量。
9、HLB基团数：分子结构式可分成若干基团，每个基团都对HLB有贡献，贡献的大小就叫基团数。
10、乙氧基化：在酸性或者碱性催化剂下，向有机分子内引入乙氧基的反应，称为乙氧基化反应（它属于亲核取代反应）。
11、润湿性（Wetting）是固体界面由固-气界面转变为固-液界面的现象。
润湿作用（wetting）：固体表面的一种流体被另一种流体所取代的过程。
12、克拉夫(特)Krafft点离子型表面活性剂在水中的溶解度随着温度的变化而变化，当温度升高至某一点时，表面活性剂的溶解度急剧升高，该温度称为krafft点。
13、双子表面活性剂通过化学键将两个或两个以上的同一或几乎同一的表面活性剂单体，在亲水头基或靠近亲水头基附近用联接基团将这两亲成份联接在一起，形成的一种表面活性剂称为双子表面活性剂。
二、分类：1、表面活性剂：离子型表面活性剂（①、②、③）和非离子型表面活性剂①、阴离子型表面活性剂：羧酸盐型；硫酸酯盐型；磺酸盐型；磷酸酯盐型；②、阳离子型表面活性剂：季铵盐；脂肪胺盐型（伯、仲、叔胺盐）；③、两性型表面活性剂：硫酸酯盐型；磺酸盐型；磷酸酯盐型；羧酸盐型（氨基酸系、甜菜碱系、咪唑啉系）；④、非离子型表面活性剂：聚氧乙烯型；多元醇型；烷醇酰胺型；聚醚型。
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表面活性剂中毒性最大的是 A. 阴离子型 B. 阳离子型 C. 两性离子型 单选题 D. 非著降低两相间界面张力的物质，称为
A.助悬剂 B.表面活性剂 C增塑剂 单选题 D.助溶剂 E.抗氧剂 答案：B
表面活性剂性质不包括（ ）。 A.亲水亲油平衡值 B.昙点 C.临界胶团浓度 单选题 D.适宜的黏稠度 E.表面活性剂的毒性 答案：D
表面活性剂具有的结构特征是 A.含有聚氧乙烯基团 答案：D B.含有亲水基团 C.含有疏水基团 单选题 D.同时含亲水基团与亲油基团 E.同时含有氨基和羧基
有胶束与临界胶束浓度特性的是 A.小分子溶液 B.高分子溶液 C.溶胶 单选题 D.凝胶 E.表面活性剂溶液 答案：E
谢 谢！
制作人 孟丽