表面活性剂相关考试题目
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表面活性剂复习题答案1. 表面活性剂的定义是什么?答案:表面活性剂是一类具有两亲性质的化合物,即分子结构中同时含有亲水基团和疏水基团,能够在水溶液中显著降低液体的表面张力。
2. 表面活性剂的分类有哪些?答案:表面活性剂可以分为离子型和非离子型两大类。
离子型表面活性剂根据电荷性质又分为阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和两性离子表面活性剂。
3. 表面活性剂的表面活性原理是什么?答案:表面活性剂的表面活性原理基于其分子结构中的两亲性质,亲水基团朝向水相,疏水基团朝向空气或油相,从而在界面上形成定向排列,降低液体的表面张力。
4. 表面活性剂在洗涤过程中的作用是什么?答案:在洗涤过程中,表面活性剂通过降低水的表面张力,使水更容易渗透到污垢中,同时其两亲性质使其能够吸附在污垢和纤维之间,通过分散、乳化和增溶作用,帮助去除污垢。
5. 表面活性剂在乳化过程中的作用机制是什么?答案:表面活性剂在乳化过程中的作用机制是降低两种不相溶液体之间的界面张力,使得两种液体能够形成稳定的乳状液。
表面活性剂分子在两种液体界面上形成膜,防止液滴聚集和分离。
6. 表面活性剂的生物降解性如何影响环境?答案:表面活性剂的生物降解性是指其在自然环境中被微生物分解的能力。
生物降解性好的表面活性剂对环境影响较小,而难以降解的表面活性剂可能在环境中积累,对生态系统造成负面影响。
7. 表面活性剂在化妆品中的应用有哪些?答案:表面活性剂在化妆品中主要用作乳化剂、稳定剂、清洁剂和调理剂。
它们有助于形成稳定的乳液,保持产品的稳定性,以及提供清洁和调理肌肤的效果。
8. 表面活性剂的毒性和安全性如何?答案:表面活性剂的毒性和安全性取决于其化学结构和浓度。
一些表面活性剂可能对皮肤和眼睛有刺激性,而其他一些则被认为是低毒性或无毒性的。
因此,在选择和使用表面活性剂时,需要考虑其安全性和对人体及环境的影响。
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。
表面活性剂练习题1.根据物质水溶液表面涨力与温度的关系,可以把物质分为哪几类?2什么是表面活性剂?3.阳离子表面活性剂主要分为哪几类?4.阴离子表面活性剂主要分为哪几类?5.根据分子中所含离子类型和种类可将两性表面活性剂分为哪四大类并举例说明。
6.是不是既含有亲水基又含有疏水基的物质就一定是表面活性剂?为什么?7.什么是界面现象?常见界面有哪些?8.什么是表面功?影响表面张力的因素是?9.什么是临界胶束浓度及其表征意义?10.什么是润湿作用?11乳化作用形成的乳状液可分为哪两类?12.简述不同HLB值下表面活性剂的使用场合。
13.表面活性剂功能有哪几大类?14.当用直链烯烃与苯烷基化的方法来制备直链烷基苯过程中时,可以选择使用的直链烯烃有几种,分别是?15、在生产表面活性剂时需()作原料,其中内烯烃常用(),()或()方法来制得,也可以用直链伯醇或仲醇制得。
16、由于亲水基的种类对表面活性剂的性能影响很大,因此常用亲水基种类来将表面活性剂进行分类,在疏水基一定的条件下,表面活性剂的溶解度随亲水基的亲水强度增大而()。
对于离子型表面活性剂来说,Krafft点下降表明()。
对于非离子型表面活性剂来说,浊点增大表明()。
17、两型表面活性剂溶解度和发泡性与溶液PH有什么关系?18、甜菜碱型两型表面活性剂的临界胶束浓度与碳链长度的关系式是()。
随着烷基链长度的增加,临界胶束浓度将()。
一般的两型表面活性剂临界胶束浓度随溶液PH值的增大而()。
19、对于CMC来说,离子型表面活性剂比非离子型表面活性剂大得多,为什么?20.在制备非离子型表面活性剂的过程中很多情况下用到了环氧乙烷,简述环氧乙烷的制备方法及有关化学反应式,并比说明不同方法的缺点所在?。
21、通常表面活性剂的活性用()来衡量。
对于季铵盐阳离子表面活性剂,随烷基碳链长度增加,表面张力()。
当分子结构相同时,在一般情况下,表面张力随溶液的浓度升高而()。
1,表面活性剂定义:凡是在低浓度下吸附于体系的两相界面上,改变界面性质,并显著降低界面能(界面张力),并通过改变界面状态,从而产生润湿与反润湿,乳化与破乳,起泡与消泡,以及在较高浓度下产生增溶的物质称为表面活性剂。
2,表面活性剂的结构特点由8-18个碳原子组成。
3、浊点定义:缓慢加热非离子型表面活性剂的透明水溶液,当表面活性剂开始析出,溶液,出现混浊时的温度为非离子表面活性剂的“浊点”。
4、离子型表面活性剂的Krafft(克拉夫)点离子型表面活性剂的溶解度随温度升高而增大,但溶解度随温度的变化存在明显的转折点,此温度点之后溶解度急剧增加,我们把该点的温度称为克拉夫点。
5、表面活性剂的活性的评价方法:1)效率:将表面张力降低至一定值时,比较所需的表面活性剂浓度(efficiency) 。
2)有效值:表面活性剂能使溶液的表面张力降低到可能达到的最小值(effectiveness)。
六、四种表面活性剂的性质特点、代表和用途2.1阴离子表面活性剂性质:此类表面活性剂在水中解离出表面活性阴离子用途:◆洗涤剂、钻井、修井、完井、试油以及提高采收率。
◆阴离子表面活性剂中产量最大、应用最广的是磺酸盐、其次是硫酸盐。
代表:皂类表面活性剂3)皂类表面活性剂的用途羧酸盐型表面活性剂早己应用于各个领域:1,硬脂酸钠皂、钾皂早已用作洗涤剂、起泡剂、乳化剂以及润湿剂等。
2,脂肪酸的三乙醇胺皂,常用在非水溶剂中作乳化剂。
3,硬脂酸的钙、钡、镁及铝皂也是很好的金属防锈油添加剂。
2.2阳离子表面活性剂阳离子表面活性剂的特点这类表面活性剂通常是那些具有表面活性的含氮化合物,即有机胺衍生出来的盐类,它们在水中能解离出表面活性阳离子。
代表是季铵盐类表面活性剂季铵盐类表面活性剂的性质和用途➢季铵盐与胺盐不同,不受pH变化的影响,不论酸性、中性或碱性介质,季铵离子都无变化。
➢季铵盐溶液有很强的杀菌能力,因此常用作消毒、杀菌。
➢具有良好的吸附性,乳化和增稠效果明显,因而被各个工业部门广泛重视。
一.简答题1、名词解释:表面活性剂、HLB值、昙点、临界胶团浓度。
2、表面活性剂分子结构有何特点?分哪几类?肥皂、月桂醇硫酸钠、阿洛索OT、新洁尔灭、卵磷脂、Tween80 、PluronicF-68 分别属于哪一类?应用有何特点?3、不同用途对表面活性剂的HLB值要求如何?混合表面活性剂的HLB如何计算?4、不同类别表面活性剂的毒性如何?与其应用有何关系?5、表面活性剂在药剂中有哪些应用?举例说明。
一.单项选择题1、具有起浊现象的表面活性剂是()A、卵磷脂B、肥皂C、吐温-80D、司盘-802、属于阴离子型的表面活性剂是()A、吐温-80B、月桂醇硫酸钠C、乳化剂OPD、普流罗尼克F-683、将吐温-80(HLB=15)和司盘-80 (HLB=4.3 )以二比一的比例混合,混合后的HLB 值最接近的是()A、9.6B、17.2C、12.6D、11.44、表面活性剂结构特点是()A、含烃基的活性基团B、是高分子物质C、分子由亲水基和亲油基组成D、结构中含有氨基和羟基E、含不解离醇羟基5、具有临界胶团浓度是()A、溶液的特性B、胶体溶液的特性C、表面活性剂的一个特性D、高分子溶液的特性E、亲水胶体的特性6、以下表面活性剂毒性最强的是()A、吐温80B、肥皂C、司盘20D、平平加OE、氯苄烷铵二.配伍选择题[1-5]A、15-18B、13-15C、8-16D、7-11E、3-81、W/O型乳化剂的HLB值()2、湿润剂的HLB值()3、增溶剂的HLB值()4、O/W型乳化剂HLB值()5、去污剂的HLB值()三.多项选择题1、属于非离子型的表面活性剂有()A、司盘-80B、月桂醇硫酸钠C、乳化剂OPD、普流罗尼克F-682、可用于注射乳剂生产的表面活性剂有()A、新洁尔灭B、司盘-80C、豆磷脂D、普流罗尼克F-683、表面活性剂在药剂上可作为()A、湿润剂B、乳化剂C、防腐剂D、洗涤剂E、助溶剂4、有关表面活性剂叙述正确的是()A、阴阳离子表面活性剂不能配合使用B、制剂中应用适量表面活性剂可利于药物吸收C、表面活性剂可作消泡剂也可作起泡剂D、起浊现象是非离子型表面活性剂的一种特性。
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。
第四章表面活性剂溶液中的分子有序组合体一、选择题1. 表面活性剂在溶液中形成分子有序组合体的结果不包括以下哪项?()A. 溶液粘度增加B. 溶液导电性增加C. 溶液表面张力降低D. 溶液的透明度增加2. 胶束是由表面活性剂分子在溶液中自发形成的球形结构,其亲水基团通常位于()。
A. 内部B. 外部C. 表面D. 内部和外部3. 下列哪种因素是影响胶束形成的主要因素?()A. 温度B. pH值C. 表面活性剂的浓度D. 所有上述因素4. 反胶束与胶束的主要区别在于:()A. 反胶束在水中形成,胶束在油中形成B. 反胶束的亲水基团在外,胶束的亲油基团在外C. 反胶束的尺寸比胶束大D. 反胶束的形状是球形的,胶束的形状是棒状的5. 在表面活性剂溶液中,分子有序组合体的形成通常会导致以下哪种现象?()A. 溶液的透明度增加B. 溶液的透明度降低C. 溶液的折射率增加D. 溶液的折射率降低二、填空题1. 表面活性剂在溶液中形成的分子有序组合体包括______、______和______等结构。
2. 胶束的形成是表面活性剂分子在溶液中达到一定浓度后,其______部分相互吸引,形成______结构的过程。
3. 反胶束是一种特殊的分子有序组合体,其______部分朝向溶剂,而______部分朝向内部空腔。
4. 分子有序组合体的形成受多种因素影响,其中______和______是两个关键因素。
5. 胶束的临界胶束浓度(CMC)是指表面活性剂在溶液中开始形成______的______浓度。
三、简答题1. 简述表面活性剂在溶液中形成分子有序组合体的过程,包括形成的原因、条件和结构类型。
2. 解释胶束的形成机制及其对溶液性质的影响,包括表面张力、粘度和导电性的变化。
3. 简述反胶束的结构特点及其在药物输送中的应用,包括其内部空腔的大小、形状和表面活性剂的选择。
4. 影响分子有序组合体形成的主要因素有哪些?请分别说明这些因素是如何影响吸附过程的。
1,表面活性剂定义:
凡是在低浓度下吸附于体系的两相界面上,改变界面性质,并显著降低界面能(界面张力),并通过改变界面状态,从而产生润湿与反润湿,乳化与破乳,起泡与消泡,以及在较高浓度下产生增溶的物质称为表面活性剂。
2,表面活性剂的结构特点
由8-18个碳原子组成。
3、浊点定义:
缓慢加热非离子型表面活性剂的透明水溶液,当表面活性剂开始析出,溶液,出现混浊时的温度为非离子表面活性剂的“浊点”。
4、离子型表面活性剂的Krafft(克拉夫)点
离子型表面活性剂的溶解度随温度升高而增大,但溶解度随温度的变化存在明显的转折点,此温度点之后溶解度急剧增加,我们把该点的温度称为克拉夫点。
5、表面活性剂的活性的评价方法:
1)效率:将表面张力降低至一定值时,比较所需的表面活性剂浓度(efficiency) 。
2)有效值:表面活性剂能使溶液的表面张力降低到可能达到的最小值(effectiveness)。
六、四种表面活性剂的性质特点、代表和用途
2.1阴离子表面活性剂
性质:此类表面活性剂在水中解离出表面活性阴离子
用途:
◆洗涤剂、钻井、修井、完井、试油以及提高采收率。
◆阴离子表面活性剂中产量最大、应用最广的是磺酸盐、其次是硫酸盐。
代表:皂类表面活性剂
3)皂类表面活性剂的用途
羧酸盐型表面活性剂早己应用于各个领域:
1,硬脂酸钠皂、钾皂早已用作洗涤剂、起泡剂、乳化剂以及润湿剂等。
2,脂肪酸的三乙醇胺皂,常用在非水溶剂中作乳化剂。
3,硬脂酸的钙、钡、镁及铝皂也是很好的金属防锈油添加剂。
2.2阳离子表面活性剂
阳离子表面活性剂的特点
这类表面活性剂通常是那些具有表面活性的含氮化合物,即有机胺衍生出来的盐类,它们在水中能解离出表面活性阳离子。
代表是季铵盐类表面活性剂
季铵盐类表面活性剂的性质和用途
季铵盐与胺盐不同,不受pH变化的影响,不论酸性、中性或碱性介质,季铵离子都无变化。
季铵盐溶液有很强的杀菌能力,因此常用作消毒、杀菌。
具有良好的吸附性,乳化和增稠效果明显,因而被各个工业部门广泛重视。
季铵盐类表面活性剂都含有一个离子化的氮原子是其重要标志,被广泛用作织物调理剂、衣料柔软剂、杀剂、植物生长
促进剂等。
2.3两性表面活性剂
(1)两性表面活性剂的特点:这类表面活性剂在水溶液中解离出的表面活性离子是一个既带有阴离子又带有阳离子的两性离子,而且
两性离子随着溶液pH值的变化而变化。
(2)氨基酸类表面活性剂,分子结构中同时带有氨基和羧基(或磺酸基、硫酸基等),其亲水基阳离子的正电荷是通过氨基携带的,其
阴离子的负电荷可以通过羧基、磺酸基、硫酸基等来携带。
(3)氨基酸类表面活性剂的性质与应用
●它的刺激性小,生物降解性好,具有防腐、防蚀作用。
●在强碱溶液中,它是一个良好的乳化剂、泡沫剂和去污剂。
●取代的氨基酸通常与多种表面活性剂和特殊应用中所需要的
各种添加剂有良好的相容性。
●氨基羧酸两性离子表面活性剂可用于洗涤剂、杀菌剂及其它
制品。
●此外还可以作为杀菌剂、干洗剂、润湿剂、抗静电剂等应用。
2.4非离子表面活性剂
这种表面活性剂在水溶液中不解离为离子状态,而是以分子或胶束状态存在于溶液中,所以称为非离子表面活性剂。
特点:它的亲油基一般是烃链或聚氧丙烯链,亲水基大部分是
聚氧乙烯、羟基或醚基、酰胺基等。
非离子表面活性剂产品,大部
分呈液态或浆状,这是与离子表面活性剂不同之处。
代表是聚氧乙烯型非离子表面活性剂
特点:
▪这类非离子表面活性剂与其他非离子表面活性剂相比,具有非离子和阳离子两者的性质,此类表面活性剂常用作染色助
剂,也常用于人造丝生产中以增强再生纤维坤的强度,还可
保持喷丝孔的清洁,防止污垢沉积。
应用:食品工业、化妆品和医药工业中、人造纤维和合成纤维的柔
软剂。
.
七、肥皂在硬水中去污力下降的主要原因:
由于它与硬水中的Ca2+、Mg2+离子反应生成不溶于水,且失去洗涤能力的钙、镁皂。
九、肥皂不宜在酸性环境中使用的原因:
这是因为肥皂在酸性溶液中易使其脂肪酸游离析出,结果使肥皂失去表面活性。
但是,肥皂的生物降解性是非常好的。
十、胶团:
表面活性剂分子中的亲油基通过分子间的吸引力相互缔合在一齐,而亲水基朝向水中的胶态聚集物。
临界胶团浓度:形成胶团时的浓度 (cmc)。
十一、表面活性剂溶液中的结构随浓度变化图
特点:二维无限性和一维有限性。
层状胶团的研究处于重要地位
①双分子层处于正胶团和反胶团的中间地位;
②许多表面活性剂分子聚集结构是以双分子层为基元构成的;
③表面活性剂有序组合体的一个重要意义是在生命科学中的应用。
十二、加溶作用:非极性有机物例如烃类在稀表面活性剂溶液中一般不溶解,当表面活性剂的浓度超过cmc后,使不溶于水的烃类的浓度剧增。
此现象叫加溶作用。
水溶助长作用是使用混合溶剂来增大溶解度。
以苯为例,大量乙醇(或乙酸)的加入会使苯在水中的溶解度大大增加,这被称为水溶助长作用。
乳化作用是两种不相溶的液体,一种分散在另一种液体中的液-液分散体系,有巨大的相界面和界面自由能,属热力学上不稳定的多分散体系。
十三、乳液聚合体系:
难溶于水的单体,如苯乙烯 ( 其溶解度为0.02%);
水溶性引发剂,如过硫酸钾K2S2O8;
阴离子型乳化剂,如硬脂酸钠C17H35COONa;
介质水
组成的乳液聚合体系。
十四、无机电解质对离子型表面活性剂的影响
•降低同浓度溶液的表面张力,
•降低表面活性剂的cmc,
•使溶液的最低表面张力降得更低,即达到全面增效作用。