第三章_表面现象与表面活性剂
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大学表面活性剂复习资料(考试用)表面活性剂化学复习资料名词解释题目第一章表面活性剂的概述1.表面:液体或固体和气体的接触面。
(物质和它产生的蒸汽或者真空接触的面)2. 界面:液体与液体,固体与固体或液体的接触面。
(物质相与相之间的分界面称之为界面)3. 表面张力:指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(N/m)。
4. 表面自由能:指液体增加单位表面上所需做的可逆功,或恒温恒压下增加单位表面积时体系自由能的增值,或单位表面上的分子比体相内部同分子量所具有的自由能过剩值,称为表面自由能(J/m2)。
5. 表面活性:在液体中加入某种物质使液体表面张力降低的性质叫表面活性。
如肥皂中的脂肪酸钠,洗衣粉中的烷基苯磺酸钠等。
6. 表面活性剂:是指在某液体中加入少量某物质时就能使液体表面张力急剧降低,并且产生一系列应用功能,该物质即为表面活性剂。
第二章表面活性剂的作用原理1. 吸附:表面上活性剂这种从水内部迁至表面,在表面富集的过程叫吸附。
2. 低表面能固体:表面活性剂的表面能<100mJ/m2的物质3. 高表面能固体:表面活性剂的表面能>100mJ/m2的物质。
4. 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。
(2)反胶束:表面活性剂在有机溶剂中形成极性头向内,非极性头尾朝外的含有水分子内核的聚集体,称为反胶团。
(3)临界胶束浓度:表面活性剂溶液的表面张力随着活性剂浓度的增加而急剧地降低,但是当浓度增加到一定值后,表面张力随溶液浓度的增加而变化不大,此时表面活性剂从分子或离子分散状态缔合成稳定的胶束,从而引起溶液的高频电导、渗透压、电导率等各种性能发生明显的突变,这个开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度(CMC)。
(4)亲水-亲油平衡值(HLB):系表面活性剂中亲水和亲油基团对油或水的综合亲合力,是用来表示表面活性剂的亲水亲油性强弱的数值。
第三章表面活性剂习题部分一、概念与名词解释1.表面活性剂:2.临界胶束浓度(CMC):3.HLB值:4.Krafft point:5.昙点:二、判断题(正确的填A,错误的填B)1.一些无机盐可以使水的表面张力略有增加,一些低级醇可以使水的表面张力略有降低。
( )2.如果表面活性剂浓度越低,降低表面张力越显著,则表面活性越强,越容易形成正吸附。
( )3.与低分子表面活性剂相比,高分子表面活性剂降低表面张力的能力较小,增溶力、渗透力弱,乳化能力较强。
( )4.Krafft点是离子表面活性剂的特征值,也是表面活性剂使用温度的下限。
( )5.极性有机物如尿素、N-甲基乙酰胺、乙二醇等均可升高表面活性剂的临界胶束浓度。
( ) 6.根据HLB值的意义,HLB值越大亲水性越强,其增溶效果越好。
( )7.吐温80做增溶剂时,对药物的增溶不受添加顺序的影响。
( )8.Pluronic F-68有液态、固态和半固体三种状态,均可作为优良的乳化剂。
( )9.表面活性剂之所以具有增溶作用,主要由于其具有较高的极性。
( )10.在CMC以上,随着表面活性剂用量的增加,胶束数量达到饱和。
( )11.肥皂可与苯扎溴铵合用。
( )12.阳离子表面活性剂可与含羧基的化合物如羧甲基纤维素、阿拉伯胶等合用。
( ) 13.皂土、白陶土、滑石粉等具负电荷的固体可与阳离子表面活性剂合用。
( )14.明胶、聚乙烯醇、聚乙二醇及聚维酮等水溶性高分子对表面活性剂分子有吸附作用,减少溶液中游离表面活性剂分子数量,临界胶束浓度因此升高。
( )15.表面活性剂如十二烷基硫酸钠可溶解生物膜脂质增加上皮细胞的通透性。
从而改善吸收。
( )16.阳离子表面活性剂毒性最大,其次是阴离子表面活性剂,非离子表面活性剂毒性最小。
( )17.非离子表面活性剂毒性大小顺序为:聚氧乙烯烷基醚>聚氧乙烯芳基醚>聚氧乙烯脂肪酸酯>吐温类;( )18.一些不溶性无机盐如硫酸钡能化学吸附阴离子表面活性剂,使溶液中表面活性剂浓度下降。
4表面活性剂表面现象与表面张力液体铺展一种液体,另一种液体,分子间相互作用,覆盖,液膜油脂性软膏润湿液体在固体表面,自发铺展,界面现象杨式方程//接触角减小,自由能下降//<90,浸润;=0,完全;>90,不;=180,完全不崩解剂吸附液—气,降表面张力:表面活性剂>普通极性有机物>无机电解质固液:非极性优先吸附影响因素:比表面积、介质、pH、温度、溶质溶解度掩味;增溶促吸收;疗效下降表面活性剂明显下降亲水基:中间润湿强,末端去污强种类阴离子型去污、毒性较大高级脂肪酸盐硬脂酸、油酸、月桂酸碱金属皂可溶,钠钾盐硬脂酸、月桂酸(O/W,HLB15-18,乳膏制备)多价金属不溶,钙镁盐W/O硬脂酸钙,片剂润滑,软膏有机胺O/W,硬脂酸三乙胺硬脂酸盐外用乳膏,固体制剂增溶月桂醇硫酸钠又称十二烷基硫酸钠SDS /SLS,HLB40,润湿,不可用于静注月桂醇硫酸镁润湿,乳化十二烷基富马酸钠磺酸盐牛黄胆酸钠,促吸收阳离子型季铵型,毒性大,苯扎氯铵(洁尔灭)、苯扎溴铵(新洁尔灭)两性离子型磷脂类磷酸基团+季铵碱基——长烃链甘磷、鞘胺醇磷注射用乳化剂,制备脂质微粒球蛋白易溶于水,乳化强合成两性离子表面活性剂氨基酸型、甜菜型非离子型性质稳定、毒性低、溶血作用小增溶、分散、乳化聚乙二醇型(PEG、聚氧乙烯型)聚乙二醇脂肪醇醚/烷基酚醚西土马哥1000、苄泽Brig、乳化剂OP、平平加O—20蓖麻油聚氧乙烯醚(CremophorEL)——紫杉醇增溶O/W聚氧乙烯脂肪酸酯卖泽Myrij聚乙二醇—15—羟基硬脂酸酯(Solutol HS15)——HLB14-16,疏水性药物增溶(维生素K1注射液浓度达5%以上)O/W聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物泊洛沙姆Poloxamer,商品名普朗尼克Pluronic两端亲水、中间疏水/乳化、润湿、分散O/W,可静脉注射多元醇型脂肪酸+多元醇脂肪酸山梨坦失水山梨醇脂肪酸酯SpanSpan20、40—— O/WSpan60——W/O聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯聚山梨酯Tweens溶血20>60>40>80O/W高分子表面活性剂降低表面张力弱,渗透性差乳化、分散强PEG嵌段共聚物性质表面张力影响效率——水表面张力降低20mN/m所需要表面活性剂浓度的负对数PC20,PC20升高,效率增大表面老化——取得恒定表面过剩浓度或稳定表面张力的时间与程度电解质、温度等能影响定向排列,从而影响老化形成胶束CMC接近CMC——球、类球>20%——圆柱、六角束状>10CMC——棒、板层(双分子层)CMC测定表面张力法、电导法、光散射法、燃料法、增溶法、荧光探针法影响胶束形成因素表面活性剂分子结构疏水基原子数+,CMC-碳数相同,支疏水基原子个数+,CMC-碳数相同,支链>直链引入极性基团CMC+,越靠近中央CMC+亲水基聚氧乙烯链+,CMC+疏水基相同,离子型>非离子型约100倍种类碳数相同,支链>直链反离子缔合,CMC显著降低电解质离子型CMC显著降低非离子型疏水基盐溶CMC+,盐析CMC-H+浓度pH肥皂类pH-,CMC-强酸性阴离子表面活性剂SDS pH-,CMC-两性离子、聚乙二醇型表面活性剂pH-,CMC+醇大量乙醇CMC-碳原子多长链醇使CMC+温度非离子型温度+,水合作用减弱,CMC-离子型温度+,解离度+,缔合-,CMC+温度对溶解特性影响Kra 点离子型,温度下限对应CMCKra 高,亲油,低亲水昙点聚氧乙烯型氢键断裂、可逆现象泊洛沙姆188、108等常压下观察不到浊点HLB油水综合亲和力,1-40,HLB+,亲水性+亲油性取决于碳氢链长短不含疏水基聚乙二醇HLB20,无亲水基石蜡HLB0HLB=20*亲水基质量/(亲水基质量+亲油基质量)聚乙二醇和多元醇类非离子表面活性剂HLB=(聚乙二醇质量分数+多元醇质量分数)/5离子型HLB=7+亲水基HLB和-疏水基HLB和非离子型有加和性(HLB=HLBa.Wa+HLBb.Wb)/(Wa+Wb)毒性阳>阴>非两性<阳离子型溶血聚山梨酯毒:烷>芳>脂>吐应用增溶[15-18]增溶能力用最大增溶浓度MAC表示,>MAC变成热力学不稳定体系‖非离子型,吐温,卖泽表面活性剂结构与性质同系物碳氢键⇧,CMC⇩,MAC⇧支链MAC⇩离子型表面活性剂增溶极性有机物,碳氢键接近或大于极性有机物,MAC⇩⇩对烃类与极性有机物,非>阳>阴药物结构与性质同系物链长⇧,MAC⇩碳氢数相同,带环化合物,不饱和MAC>饱和多环化物相对分子量⇧MAC⇩极性大胶束栅栏层增溶,MAC更大添加剂无机盐使CMC⇩,MAC⇧栅栏层致密性⇧,MAC⇩,非离子型影响小添加烃类非极性有机化合物,栅栏层变大,极性有机物MAC⇧添加极性有机物,非极性烃MAC⇧温度离子型,温度⇧,极性与非极性物MAC⇧非离子型,影响与增溶质相关润湿[7-9]非离子型表面活性剂乳化[3-8‖8-18]离子型——外用乳膏两性——口服乳剂非离子型——口服乳剂,部分注射乳助悬与分散形成水化膜,液固表面张力⇩颗粒间斥力⇧增加介质黏度起泡与消泡【1-3】阴——起泡阴合用醇,醇酰胺——起泡稳定消泡HLB1-3去污[13-15]消毒杀菌复配阴阳,阴非,阳非,阴两性离子型—非离子型⇨高表面活性,高浊点,高表面张力,用于洗涤润湿非阴>非阳以上内容整理于幕布文档。
第三章表面活性剂在界面上的吸附一、选择题1. 表面活性剂在界面上的吸附主要是由于其分子结构中的哪两部分之间的相互作用?()A. 亲水头部和疏水尾部B. 疏水头部和亲水尾部C. 两个亲水头部D. 两个疏水尾部2. Gibb吸附公式中,ΔG代表什么?()A. 吸附过程中的吉布斯自由能变化B. 吸附过程中的焓变C. 吸附过程中的熵变D. 吸附过程中的活化能3. 在气-液界面上,表面活性剂的吸附通常导致以下哪种现象?()A. 表面张力降低B. 表面张力增加C. 溶液粘度降低D. 溶液粘度增加4. 下列哪种因素不影响表面活性剂在固-液界面上的吸附?()A. 固体表面的性质B. 溶液的pH值C. 溶液的温度D. 溶液的体积5. 表面活性剂在界面上吸附达到平衡时,以下哪个描述是正确的?()A. 吸附速率等于脱附速率B. 吸附速率大于脱附速率C. 吸附速率小于脱附速率D. 吸附速率和脱附速率都不变二、填空题1. 表面活性剂在界面上的吸附是由于其分子结构中的______和______两部分之间的相互作用,这种相互作用使得表面活性剂分子在界面上形成______排列。
2. Gibb吸附公式是______,其中ΔG是______,R是______,T是______,π是______,c是______。
3. 在气-液界面上,表面活性剂的吸附会导致表面张力______,这是由于表面活性剂的______部分覆盖了液体表面,减少了表面分子的______。
4. 表面活性剂在固-液界面上的吸附受到多种因素的影响,包括______、______和______,这些因素共同决定了吸附的______和______。
5. 当表面活性剂在界面上吸附达到平衡时,吸附层中的表面活性剂分子会形成一种______结构,这种结构称为______,它对界面的性质有显著影响。
三、简答题1. 简述表面活性剂在界面上的吸附过程,包括吸附的初始阶段、中间阶段和平衡阶段的特点。
化学中的表面现象原理及性质在化学研究中,表面现象是一个非常重要的现象。
它指的是在接触面上发生的各种化学反应和物理现象。
这种表面现象常常发生在液体和气体之间的接触界面上,在化学研究中扮演了非常重要的角色。
本篇文章将讨论表面现象的原理以及它的性质。
表面现象的原理在表面现象中,液体和气体之间的接触面称为“界面” ,在这个界面上液体和气体的分子之间会发生各种现象。
这些现象可以通俗地解释为水在物体表面的“倾倒”现象。
液体表面的分子比内部的分子更加紧密地结合在一起,表面分子形成了一个“皮层”,这就是所谓的表面张力。
表面张力是由于表面分子的结构紧密程度比内部分子结构更加紧密,所以表面张力与液体分子间的作用力相比要大得多。
例如,水有很高的表面张力,当水滴在物体上时,水的分子会紧密结合在一起,形成一条曲线,即形成所谓的“水滴状”,这种形状是由表面张力引起的。
表面现象是由表面张力和表面活性剂共同作用引起的。
表面活性剂,也称为界面活性剂,是具有亲水性和疏水性的物质。
表面活性剂分子的一个部分像水分子一样亲水,另一个部分像疏水分子一样疏水,从而使分子有吸附在液体表面上的倾向。
这种吸附降低了表面张力,从而影响液体和气体之间的相互作用。
例如,如果在纯水中添加少量的表面活性剂,水的表面张力就会降低,水分子就不会滚落到物体表面上了,而是会湿润表面。
这就是为什么我们能够洗牌或者把水倒在玻璃杯里,并且牌或水总是湿润整个表面的原因。
表面现象的性质表面现象在化学研究中有很多不同的应用。
其中一些应用包括:对表面积的测量、材料表面的润湿性、表面张力的测量以及超级材料的制备。
1. 表面积的测量在化学和生物学中,测量物质表面积是一个重要的步骤。
例如,在制备催化剂或者药物吸附剂时,表面积是非常重要的参数之一。
测量表面积的一种常见方法是使用比表面仪来测量粉末或颗粒的比表面积。
这种方法基于表面现象和气体吸附原理,通过比较吸附气体的不同压力下,物质表面上所吸附的气体分子的数量来进行测量。