精细化学品化学—第3章 表面活性剂1

课题2 表面活性剂 精细化学品

一、肥皂可以用来去污

1、肥皂的去污原理

肥皂的化学成分为 ，当肥皂溶于水时，能离解成RCOO－和Na＋或K＋，RCOO－中COO－部分易溶于水而不溶于油，称为 ，非极性的—R不易溶于水而溶于油，称为 或 。

例1．下列物质中，分子的一端亲水，另一端亲油的是( )

A．CH3(CH2)15SO3Na B．CH2CH2CH3 C．CCl4 D．CH3(CH2)4COOH

2．去污原理

(1)污垢一般是由 和 组成，不易被水润湿。

(2)去污过程

① ：使附着的油污易于 到水中；

② ：使油污在水中形成 ， ；

③ ：使 而脱离附着物。

3．生产原理

(1)原料： 和 。

(2)原理——

①皂化反应的定义： 。

②用方程式表示硬脂酸甘油酯皂化的反应式：

肥皂的生产工艺流程如下图所示

生产流程可概括为：

加入食盐的作用是① ②

。这个过程叫做 。

请思考1：在硬水中肥皂去污效果不好，为什么？

例2．将肥皂液(硬脂酸钠)分别装在两支试管中，往第一支试管中加入稀硫酸有________产生，往第二支试管中加入MgCl2溶液则有________产生。写出两支试管中反应的方程式________________________________________________________________________。

表面活性剂的起泡和消泡

摘要：表面活性剂是一类重要的精细化学品，用途十分广泛，在各行中发挥着重要的作用。

其中，表面活性剂的起泡和消泡作用也有着重要的地位。

关键字：表面活性剂 起泡和消泡 原理 影响因素 应用

一、起泡和消泡的原理

由液体薄膜或固体薄膜隔离开的气泡聚集体称为泡沫。在液体泡沫中，液体和气体的界

面起着重要作用。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，有时它有利于生产，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。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，如图一的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

泡沫的破灭主要是由于气体通过膜进行扩散、液膜中的液体受重力作用及膜中各点的压

力不同而导致流动(排液)引起的。

在形成的泡沫中，气泡的大小通常是不均匀的，根据拉普拉斯关系式，小气泡中的压力

大于大气泡中的压力，故小气泡中的气体有自动扩散至大气泡的倾向，于是小气泡逐渐变小，

而大气泡逐渐变大，最终泡沫消失。

由于重力的作用，液膜中的液体自动地向下流动。在液膜排液过程中流下的液体分子较

容器底部的液体分子有较大的自由能，自发过程是向自由能减小的方向进行，所以气泡不断

地排液使膜壁变薄而破裂，从而导致泡沫消失。

二、促使泡沫稳定的一些主要因素。 1.表面张力 如前所述，泡沫生成时体系的总表面积增大，体系的能量也相应增高；泡沫破灭时体系

的总表面积减小，体系的能量也相应降低。所以可以认为，液体的表面张力是影响泡沫稳定

名词解释：

1. 界面：两相接触的约几个分子厚度的过渡区。通常把液体或固体与气体的接触面称为液体或固体的表面，而把液体与液体、固体与固体或液体与固体的接触面称为界面。

2. 表面活性剂：在浓度极低的时候就能显著降低溶液表面张力的表面活性物质。

3. 临界胶束浓度（cmc）：开始形成胶束的最低浓度。

4. Krafft点（临界溶解温度）：离子表面活性剂在达到一定温度时溶解度突然增加的温度。

5. 浊点：在加热过程中，非离子表面活性剂突然析出使溶液浑浊的温度点。

6. HLB（亲水-亲油平衡值）：亲水基和疏水基之间在大小和力量上的平衡程度的量度。HLB值越高，亲水性越强。

7. 增溶作用：由于表面活性剂胶束的存在，使得在溶剂中难溶乃至不溶的物质溶解度显著增加的作用。

8. 乳状液：一种或多种液体以液珠形式分散在与他不相混溶的液体中构成的分散体系，由于体系呈现乳白色而被称为乳状液。

9. 乳化：形成乳状液的过程。

10. PIT（相转变温度）：在某一特定体系中，表面活性剂的亲水、亲油性质达到平衡时的温度。

11. 破乳：乳状液完全被破坏，发生油水分层的现象。破乳的方法有：机械法、物理法、化学法。 12. 破乳剂：能够使乳状液破乳的表面活性剂。

13. 润湿：一种流体被另一种流体从固体表面或固-液界面所取代的过程。

14. 润湿剂：能够使液体润湿或加速固体表面润湿的表面活性剂。

15. 泡沫：气体分散于液体中的分散体系。

16. 洗涤：自浸在某种介质（一般为水）中的待洗物体表面去除污垢的过程。

17. 分散：将固体以微小粒子形式分布于分散介质中，形成具有相对稳定性体系的过程。

18. 分散剂：使固体微粒均匀、稳定地分散于液体介质中的表面活性剂。

19. 絮凝：聚集体的形成。

20. 絮凝剂：使固体微粒从分散体系中聚集或絮凝的分散剂。

1、溶液表面张力随溶质浓度的变化曲线：

(1) 曲线一：溶液的表面张力随溶质浓度的增加而稍有上升（无机盐、不挥发性的酸碱）；

精细化学品重点整理

一、表面活性剂

1. 常用表面活性剂的商品名：

1) 硬脂酸钠：十八酸钠，C17H35COONa

2) LAS：十二烷基苯磺酸钠，C12H25-C6H4-SO3Na

3) 琥珀酸磺酸盐：丁二酸酯磺酸盐

AESM或AESS：脂肪醇聚环氧乙烷醚琥珀酸单酯磺酸钠

快速渗透剂OT：二(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠

4) SAS：（仲）烷烃磺酸盐-烷基磺酸钠

5) AOS：α-烯烃磺酸（钠）盐

6) LSS：木质素磺酸盐

7) MES：高级脂肪酸甲酯磺酸盐

8) 净洗剂LS：N-(3-磺基-4-甲氧基苯基) 油酰胺钠盐（高级脂肪酰胺磺酸盐）

9) AES：月桂醇聚环氧乙烷酸钠(十二醇聚环氧乙烷醚硫酸钠)，

C12H25O(CH2CH2O)3OSO3Na

10) FAS：脂肪醇硫酸盐，ROSO3Na

11) AEPS：十二烷基聚环氧乙烷醚磷酸酯钠盐(月桂醇聚环氧乙烷醚磷酸钠)

12) AS：烷基磺酸钠

13) AEO：脂肪醇聚氧乙烯

14) OP：壬基酚聚氧乙烯醚

15) Span系列：失水山梨糖醇酐脂肪酸酯

16) Tween：聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯

17) APG：烷基糖苷

2. 季胺化反应的影响因素：

1) 胺类碱性增大，亲核性增大，易于季铵化反应

a) 吡啶碱性(PKb=8.8)小于三乙醇胺(PKb=3.24),故吡啶的烷基化速度要比三

乙醇胺慢100倍

b) 当吡啶的2,3,4位上连有烷基时,碱性增大,但由于2位的空间位阻增大,反

应性下降

2) 空间效应增大，不易于季铵化反应

a) 单烷基随链长(C6-C16)增加,影响不大

b) 双烷基随链长(C6-C16)增加,有一定影响

c) 三烷基随链长(C6-C16)增加,影响较大

3) 烷基化剂中卤素键能增大，反应性下降，烷基化速度：I＞Br＞Cl＞F

4) 烷基化剂中烷基的影响：CH3-＞CH3CH2-＞(CH3)2CH-＞(CH3)3C-