第七章_表面活性剂的起泡和消泡作用
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中国石油大学(北京)《油田化学》论述题总结1.试论述表面活性剂分子的作用?答:①起泡作用和消泡作用:起泡作用是指表面活性剂(如烷基磺酸盐等起泡剂)使泡沫易于产生并在产生以后有一定稳定性的作用。
这是因为表面活性剂的吸附可大大降低表面张力,大大降低产生泡沫所要做的表面功,使泡沫易于产生。
同时起泡剂在液-气界面上吸附产生一定强度的保护膜,可防止泡沫中的气泡合并变大,使泡沫具有一定的稳定性;而消泡作用是指表面活性剂(消泡剂)的表面张力较低,易于吸附、铺展于液膜上,使液膜的局部表面张力下降,并带走液膜下层的液体,导致液膜变薄,泡沫破裂的作用;②乳化作用:是指表面活性剂(油包水型或水包油型乳化剂)使乳状液易于产生并在产生后有一定稳定性的作用。
这是由于乳化剂的吸附可大大降低界面张力,即降低产生乳状液所需做的界面功,从而使乳状液易于产生,同时,乳化剂在液-液界面层上吸附产生一个有一定强度的保护膜,防止乳状液中的液滴聚集变大,使乳状液具有一定的稳定性。
乳化作用增加了界面能,因此乳状液是不稳定的体系;③润湿反转作用:是指表面活性剂(润湿反转剂,即润湿剂)使固体表面的润湿性向相反方面转化的作用,是通过润湿剂在固体表面上的吸附所引起的。
可以通过降低表面能吸附(物理吸附)或者与表面反应(化学吸附)来改变固体表面的润湿性;④增溶作用:指表面活性剂(增溶剂)使难溶的固体或液体的溶解度显著增加,且溶液呈透明状的作用。
这是表面活性剂在水或油中形成的胶束,按极性规则溶解油或水,增溶作用是溶质集中在胶束内部,不增加界面,是稳定的体系。
2.简述离子交换吸附的特点和吸附强弱的规律?答:离子交换吸附的特点:①同性离子相互交换;②等电量交换;③离子交换是可逆的,吸附和脱附受离子浓度的影响。
离子交换吸附强弱的规律:①离子价数的影响:溶液中离子浓度相近时,离子价数越高,与粘土的吸附能力越强,即交换到粘土表面的能力越强;②离子半径的影响:当价数相同的离子在溶液中浓度相近时,离子半径小的,水化半径大,离子中心离粘土表面无交换吸附弱;③离子浓度的影响:离子交换受每一相中不同离子相对浓度的制约。
表面活性剂起泡和消泡作用表面活性剂起泡和消泡作用由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为泡沫。
啤酒、香槟、肥皂水、皂角或水溶液等在搅拌下形成的泡沫称为液体泡沫;面包、蛋糕、山药汁等弹性大的物质,以及饼干、泡沫水泥、泡沫塑料、泡沫玻璃等为固体泡沫。
在液体泡沫中,液体和气体的界面起着重要作用。
由液体和气体形成的泡沫称为两相泡沫,当其中有固体粉末时,例如在选矿时形成的泡沫称为多相泡沫。
从这些实例可以看出,只有溶液才能明显起泡,而纯液体则不能,即使压入气泡也不能形成泡沫。
根据吉布斯吸附公式,在形成泡沫过程中,溶液中的溶质(表面活性剂)吸附在气-液界面上。
无论是天然泡沫,还是人工泡沫,有时有利于生产,有时则不利于生产。
在选矿、肥皂工业及泡沫灭火等中,起泡和泡沫是有利的,而在烧锅炉、溶液浓缩和减压蒸馏中,起泡和泡沫是有害的。
特别是现在家庭中广泛使用合成洗涤剂,起泡给下水处理带来困难。
因此,起泡现象与化学工业的各种过程及日常生活密切相关,不过有时需强化起泡,有时需减弱起泡,所以必须了解泡沫稳定性机理。
在液体泡沫中各气泡相交外形成所谓拉普拉斯交界,如图1—28的P点处。
根据拉普拉斯公式(Ap=2r/R),溶液中P点的压力小于A 点,故液体自发地从A向P处流动,于是液膜逐渐变薄,此过程称为泡沫排液过程,当液膜变薄到一定程度,便导致液膜破裂,泡沫破坏。
所以纯液体不能形成稳定泡沫。
图一泡沫交界一、起泡力和泡沫稳定性(一)起泡力若将丁醇稀水溶液和皂角苷稀溶液分别置于试管并加以摇动,发现前者形成大量泡沫,后者形成少量泡沫,但丁醇水溶液泡沫很快消失,而皂角苷水溶液泡沫不易消失。
因此不能简单地讲哪种溶液起泡力好,因为起泡和泡沫稳定两者的标准是不同的。
由丁醇水溶液形成的稳定性小的泡沫,称为不稳定泡沫;由皂角苷水溶液形成的寿命长的泡沫,称为稳定泡沫。
起泡力的大小是以在一定条件下,摇动或搅拌时产生的泡沫多少来评定的。
起泡性能良好的物质称为起泡剂,一些阴离子表面活性剂,如脂肪酸钠、烷基苯磺酸钠、烷基硫酸钠等均具有良好的起泡能力,它们都是良好的起泡剂(发泡剂)。
表面活性剂的七大作用(总3页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--表面活性剂的七大作用!1润湿作用要求:HLB:7-9所谓润湿即固体表面吸附的气体为液体所取代的现象, 能增强这一取代能力的物质称为润湿剂。
润湿一般分为三类∋接触润湿一沾湿( 浸入润湿一浸湿( 铺展润湿一铺展。
其中铺展是润湿的最高标准, 常以铺展系数) 作为体系之间润湿性能的指标。
此外, 接触角大小也是润湿好坏的判据使用表面活性剂可以控制液、固之间的润湿程度。
农药行业中在粒剂及供喷粉用的粉剂中,有的也含有一定量的表面活性剂,其目的是为了提高药剂在受药表面的附着性和沉积量,提高有效成分在有水分条件下的释放速度和扩展面积,提高防病、治病效果。
在化妆品行业中,做为乳化剂是乳霜、乳液、洁面、卸妆等护肤产品中不可或缺的成分。
2胶束与增溶作用要求:C>CMC ( HLB13~18)表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。
当其浓度高于CMC值时,表面活性剂的排列成球状、棒状、束状、层状/板状等结构。
增溶体系为热力学平衡体系;CMC越低、缔合数越大,增溶量(MAC)就越高;温度对增溶的影响:温度影响胶束的形成,影响增溶质的溶解,影响表面活性剂的溶解度离子型表面活性剂的溶解度随温度增加而急剧增大这一温度称为Krafft点, Krafft点越高,其临界胶束浓度越小。
对于聚氧乙烯型非离子表面活性剂,温度升高到一定程度时,溶解度急剧下降并析出,溶液出现混浊,这一现象称为起昙,此温度称为昙点。
在聚氧乙烯链相同时,碳氢链越长,浊点越低;在碳氢链相同时,聚氧乙烯链越长则浊点越高。
非极性有机物如苯在水中溶解度很小, 加入油酸钠等表面活性剂后, 苯在水中的溶解度大大增加, 这称为增溶作用。
增溶作用与普通的溶解概念是不同的, 增溶的苯不是均匀分散在水中, 而是分散在油酸根分子形成的胶束中。
经X射线衍射证实, 增溶后各种胶束都有不同程度的增大, 而整个溶液的的依数性变化不大。
表面活性剂起泡和消泡作用发布时间:2008-11-27 14:41:11 来源:中国表面处理点击:75次由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为泡沫。
啤酒、香槟、肥皂水、皂角或水溶液等在搅拌下形成的泡沫称为液体泡沫;面包、蛋糕、山药汁等弹性大的物质,以及饼干、泡沫水泥、泡沫塑料、泡沫玻璃等为固体泡沫。
在液体泡沫中,液体和气体的界面起着重要作用。
由液体和气体形成的泡沫称为两相泡沫,当其中有固体粉末时,例如在选矿时形成的泡沫称为多相泡沫。
从这些实例可以看出,只有溶液才能明显起泡,而纯液体则不能,即使压入气泡也不能形成泡沫。
根据吉布斯吸附公式,在形成泡沫过程中,溶液中的溶质(表面活性剂)吸附在气-液界面上。
无论是天然泡沫,还是人工泡沫,有时有利于生产,有时则不利于生产。
在选矿、肥皂工业及泡沫灭火等中,起泡和泡沫是有利的,而在烧锅炉、溶液浓缩和减压蒸馏中,起泡和泡沫是有害的。
特别是现在家庭中广泛使用合成洗涤剂,起泡给下水处理带来困难。
因此,起泡现象与化学工业的各种过程及日常生活密切相关,不过有时需强化起泡,有时需减弱起泡,所以必须了解泡沫稳定性机理。
在液体泡沫中各气泡相交外形成所谓拉普拉斯交界,如图1—28的P点处。
根据拉普拉斯公式(Ap=2r/R),溶液中P点的压力小于A点,故液体自发地从A向P处流动,于是液膜逐渐变薄,此过程称为泡沫排液过程,当液膜变薄到一定程度,便导致液膜破裂,泡沫破坏。
所以纯液体不能形成稳定泡沫。
图一泡沫交界一、起泡力和泡沫稳定性(一)起泡力若将丁醇稀水溶液和皂角苷稀溶液分别置于试管并加以摇动,发现前者形成大量泡沫,后者形成少量泡沫,但丁醇水溶液泡沫很快消失,而皂角苷水溶液泡沫不易消失。
因此不能简单地讲哪种溶液起泡力好,因为起泡和泡沫稳定两者的标准是不同的。
由丁醇水溶液形成的稳定性小的泡沫,称为不稳定泡沫;由皂角苷水溶液形成的寿命长的泡沫,称为稳定泡沫。
起泡力的大小是以在一定条件下,摇动或搅拌时产生的泡沫多少来评定的。