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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)。
表面活性剂在水溶液中形成胶束后具有能使不溶或微溶于水的有机物的溶解度显著增大的能力，且此时溶液呈透明状，胶束的这种作用称为增溶。
能产生增溶作用的表面活性剂叫做增溶剂，被增溶的有机物称为被增溶物。
如果在已增溶的溶液中继续加入被增溶物，达到一定量后，溶液由透明状变为乳浊状，这种乳液即为乳状液，在此乳状液中再加人表面活性剂，溶液又变得透明无色。
虽然这种变化是连续的，但乳化和增溶本质上是不同的。
增溶作用可使被增溶物的化学势显著降低，使体系变得更稳定，即增溶在热力学上是稳定的，只要外界条件不变，体系不随时间变化。
而乳化在热力学上是不稳定的。
这可由下面的事实说明，乳化的苯和增溶的苯，它们的蒸气压不相同，前者的蒸气压与纯苯的相同，后者的蒸气压显著低于纯苯。
由化学势的表示式知，乳状液的P与纯苯的相N，大于被增溶苯的，所以乳状液的化学势大于增溶液的化学势，因此乳状液的稳定性显著地低于增溶体系，即增溶体系在热力学上是稳定的。
一、增溶作用机理既然增溶作用与胶束密切相关，则需要了解被增溶物在胶束中的位置和状态，以进一步认识增溶的本质。
根据紫外分光光度法、核磁共振波谱法、电子自旋共振频谱法对各种物质增溶于胶束中的位置和状态的研究表明，被增溶物在胶束中的位置和状态取决于被增溶物和表面活性剂的类型。
近年来的研究表明，被增溶物均匀地分配于胶束的内部，增溶作用是一种动态平衡过程，被增溶物在胶束内．的停留时间约为l06～1010 s，被增溶物的几种不同的状态能相互转换。
胶束的内芯并非完全与烃相似，而接近胶束表面区域的性质也并不与水相同。
当被增溶物从胶束内芯向界面移动时，经受着不同作用力的连续变化，故被增溶物在胶束内是以多态存在的，至少是两种状态。
胶束内芯和界面对增溶所起的作用是不同的。
(一)单态模型被增溶物分子在胶束内存在状态和位置基本上是固定的，通常可分四种方式增溶(见下图所示)。
四种增溶方式1．非极性分子在胶束内部增溶被增溶物进入胶束内芯，有如被增溶物溶于液体烃内（如上图所示）。
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。
表面活性剂的起泡与消泡1.简述泡沫破坏的机制。
泡沫是气体分散在液体中的粗分散体系，体系存在着巨大的气一液界面，是热力学上的不稳定体系。
泡沫破坏的主要原因是（1）液膜的排液减薄；（2）泡内气体的扩散。
泡沫液膜的排液减薄（1）•重力排液气泡间的液膜，山于液相密度远大于气相的密度，因此在地心引力作用下就会产生向下的排液现象，使液膜减薄。
（2 ）・表面张力排液山于泡沫是山多面体气泡的堆积而成.在泡沫中气泡交界处就形成了如图7—3中的形状称之为Plateau边界（也称为Gibbs三角）。
B处为两气泡的交界处形成的气一液界面相对比较平坦可近似看成平液面而A处为三气泡交界处，液面为凹液面，从弯曲液面的附加压力来考虑，所以B处液体的压力应大于A处液体内部的压力，因此液体从压力大的B处向压力小的A处排液，使B处的液膜排液减薄。
气泡内气体的扩散，小气泡内的压力大于大气泡内的压力，因此（1）小泡会通过液膜向大泡里排气，使小气泡变小以至于消失，大泡变大且会使液膜更加变薄, 最后破裂。
（2）液面上的气泡也会因泡内压力比大气压大而通过液膜直接向大气排气，最后气泡破灭。
2.影响界面膜与泡沫的稳定性的因素有哪些？为什么？界面张力，低表（界）面张力有利于泡沫的形成，同时也有利于泡沫的稳定，但是，表面张力的大小并非决定因素界面膜的性质，界面液膜能否保持恒定要得到稳定的关键，影响界面膜性质的关键因素是液膜的表面粘度与弹性（1）表面粘度凡是体系的表面粘度比较高的体系，所形成的泡沫寿命也较长。
（2）界面膜的弹性（非强度）表面粘度比较高而且弹性好才有高的稳泡性能，理想的液膜应该是高粘度高弹性的凝聚膜。
表面活性剂的自修复作用，。
表面活性剂的自修复作用大，泡沫就稳定表面电荷:若泡沫液膜的表面上带有同种电荷，使泡沫稳定。
泡内气体的扩散:泡沫的排气性与液膜的粘度有关，液膜的表面粘度高，气体的相对透过率就低，气泡的排气速度慢，泡沫就稳定。
表面活性剂的分子结构:（1）表面活性基的疏水链SAA的疏水碳氢链应该是直链且较长的碳链，但碳链太长也会影响起泡剂的洛解度且刚性太强，所以一般起泡剂的碳原子数以C12〜C14较好。
