表面活性剂复习问答题

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1、问答题1. 表面活性剂分子的结构特点及亲水亲油基的组成？答：表面活性剂由两部分构成：a.疏水基团，由疏水亲油的非极性碳氢链、硅烷基、硅氧烷基、或碳氟链构成;b.亲水基团，由亲水疏油的极性基团构成。2. 表面活性剂按离子类型分类，常见类型有哪些？答：表面活性剂按离子分类有非离子型表面活性剂（如脂肪醇聚氧乙烯醚）和离子型表面活性剂，其 中离子型表面活性剂又分为阴离子表面活性剂（如十二烷基苯磺酸钠），阳离子表面活性剂（如苄基 三甲基氯化铵）及两性表面活性剂（如十二烷基甜菜碱）。3. 表面活性剂在气-液界面上的吸附结构？答：表面活性剂分子在浓度较低时零散地分布在液体表面，随着浓度的不断增加，分子疏松

2、的定向排列在表面，当浓度接近cmc时，表面活性剂分子紧密地定向排列在液体表面形成 一层致密的单分子界面膜，并在内部开始形成胶束。4. 影响表面活性剂吸附界面的物理化学因素？答：（1）表面活性剂亲水基：亲水基小者，分子横截面积小，饱和吸附量大。（2）疏水基：疏水基小者，分子横截面积小，饱和吸附量大。（3）同系物：一般规律是随碳链增长，饱和吸附量有所增加，但疏水链过长往往得到相反的效果。（4）温度：饱和吸附量随温度升高而减少。但对非离子表面活性剂，在低浓度时吸附剂量 往往随温度上升而增加。（5）无机电解质：对离子表面活性剂，加入无机电解质对吸附有明显的增强作用。5. 表面活性剂在溶液表面吸附的功能

3、？答：表面活性剂在溶液表面吸附主要有两方面的功能：一是降低液体的表面张力使增加气液界面的过程容易进行;二是形成表面活性剂分子或离子紧密定向排列的表面吸附层。6. 影响表面活性剂在稀溶液吸附的因素？答：A.吸附质影响（吸附质分子结构与性质将影响它们分子间及其与溶剂、吸附剂间的相互作用，从而影响吸附性质）（1）吸附质为同系物 若为极性分子，随有机物碳原子数增加吸附量增加;非极性的物质在水中易吸附非极性的或极性小的。（2）异构体的影响直链易被吸附，异构体易于溶解。（3）取代基的影响 如果取代基为极性基，碳在水中的吸附力减少如果是非极性基，则吸附增加。B. 溶剂的影响（1）溶剂与吸附质相互作用强，随着

4、作用力的增加，吸附量减少。（2）溶剂与吸附剂相互作用越强，吸附量越低。（3）吸附质与吸附剂相互作用增加，吸附量也增加。C. 吸附剂的影响（1）非极性吸附剂易吸附非极性吸附质，极性吸附剂易吸附极性吸附质。（2）吸附剂的表面结构如果为多孔结构则易于吸附（3）是否有丰富的吸附基团（4）吸附后是否易于再生D. 温度影响温度升高不易于吸附E. 添加物的影响7. 影响表面活性剂固-液界面上的吸附的主要原因？答：（1）静电作用 在水中固体表面可因多种原因而是带有某种电荷。（2）色散力的作用表面活性剂的分子量越大，色散力作用越强，吸附量越大。（3）氢键和n电子的极化作用的固体表面的某些基团表面活性剂中的一些原

5、子形成氢键而 使其吸附。（4）疏水基的相互作用在低浓度时已被吸附的分子的疏水基与在液相中的表面活性剂分 子的疏水基相互作用，在固液界面上形成多种结构形式的吸附胶团，使吸附量急剧增加。（5）表面活性剂的双亲性8. 影响表面活性剂固-液界面上吸附的因素？答：a.表面活性剂的性质如果是离子型表面活性剂，亲水基带有电荷，易于与其带电符号相反的固体表面吸附；其它表面活性剂，随着表面活性剂碳原子量的增加，吸附量增加，若为聚氧乙烯基型非离子 表面活性剂，聚氧乙烯基数目越大吸附量越小。b. .介质pH值的影响当介质pH值大于等电点时固体表面上带负电荷;，易于吸附带正电的物质；当介质pH值 小于等电点时表面正电

6、；，易于吸附带负电的物质；介质pH值与等电点差别越大，固体表面电荷密度越大，越易吸附。c. 固体表面的性质带电固体表面总是易于吸附带反号电荷的离子型表面活性剂。d. 温度的影响随温度的升高，离子型表面活性剂吸附量增大，非离子型表面活性剂吸附量减小。e. 无机电解质的影响无机电解质的加入常能增加离子型表面活性剂的吸附量，对非离子型表面活性剂影响不大。9. 表面活性剂固-液界面的吸附机制？答：吸附过程可分为两个阶段：（1）表面活性剂浓度小于cmc，则形成单分子吸附层;表面活性剂浓度大于cmc时形成双分 子吸附剂层，这将导致吸附量急剧增加。（2）吸附的一般机制A. 离子交换吸附在低浓度时，固体表面的

7、反离子被同电荷符号的表面活性剂离子取代而 引起的吸附。B. 离子配对吸附固体表面未被反离子占据的部位与表面活性剂离子因电性作用而引起的 吸附。C. 形成氢键面引起的吸附 固体表面和表面活性剂的某些基团间形成氢键而导致的吸附。D. 电子极化引起的吸附剂表面活性剂分子中富电子芳环与固体表面强正电位间的作用而 引起吸附。E. 色散力引起的吸附 固体表面与表面活性剂间因为van der Waals色散力而引起的吸附。F. 疏水作用引起的吸附表面活性剂的疏水基间相互作用使它们逃离水的趋势，使得达到 一定浓度后它们相互缔合而吸附。10. 离子型表面活性剂的胶束结构？答：对于离子型表面活性剂，胶束外壳由粗糙

8、不平的表面和一部分的反离子，还包括扩散 的双电子层，内核由非极性的碳氢链和渗透入的渗透水组成。11. 非离子型表面活性剂的胶束结构？答：对于非离子型表面活性剂，胶束的外壳是一层相当厚的、柔顺的聚氧乙烯层，还包括大 量以乙醚相结合的水分子。胶团内核由碳氢链组成类似液态烃的内核；没有扩散双电层。12. cmc的测定方法？答：（1）表面上张力法 以表面活性剂溶液的表面张力Y对浓度的对数lgc作图得到Y -lgc 曲线，曲线转折点所对应的浓度即为临界胶束浓度。（2）电导法 作表面活性剂溶液的电导率或摩尔电导率对浓度或浓度平方根的关系曲线， 曲线转折点所对应的浓度即为临界胶束浓度。（3）增溶法当表面活性

9、剂溶液的浓度超过一定值时，烃类或不溶性染料在该溶液中的溶 解度急剧增加，这一浓度即为临界胶束浓度。（4）染料法 配制浓度高于临界胶束浓度的表面活性剂溶液，并向其中加入很少量的染料, 呈现出增溶于胶束的颜色。然后用水稀释此溶液直至溶液颜色发生显著的变化，此时表面活 性剂的浓度即为临界胶束浓度。一般要求染料离子与表面活性剂离子的电荷相反。（5）光散射法 表面活性剂缔合成胶束时，溶液的散射光强度增加。作表面活性剂溶液的 散射光强度对浓度的关系图，突变点处所对应的浓度即为临界胶束浓度。13. 影响cmc的因素？答：（1）碳氢链接的长度 一般表面活性剂水溶液的临界脐束浓度随碳原子数增加而降低。（2）碳氢

10、链的分支通常情况下，疏水基团碳氢链带有分支的表面活性剂，比相同碳原子 （ch2）数的直链化合物的临界胶束浓度大得多。（3）极性基团的位置 极性基团赿靠近碳氢链的中间位置，临界胶束浓度赿大。（4）碳氢链中其他取代基的影响 随碳氢链中极性基团数量的增加，亲水性的提高，cmc 增大。（5）疏水链的性质 疏水基团的疏水性越强，cmc越低。（6）亲水基的种类 在水溶液中离子型表面活性剂的临界胶束浓度远比非离子型的大。（7）温度对胶束形成的的影响对离子型表面活性剂，在Krafft点以上，胶束易于形成； 非离子型表面活性剂要在浊点以下使用。（8）外加无机电解质 使离子型表面活性剂的cmc降低，对非离子型影响

11、不大。14. 囊泡的结构、形状、大小、性质？答：结构：囊泡是由密闭双分子层形成的球形或椭球形单间或多间小室结构。 形状：椭球形或扁球形。大小：囊泡的线性尺寸大约在30100nm左右。性质：a.稳定性不稳定，越大越稳定b.包容性可包容多种溶质，中心亲水性最大C.相变囊泡的相变主要来自双层膜中碳链构型的变化。15. 增溶作用的方式？答：（1）非极性分子在胶束内核的增溶 饱和脂肪烃、环烷烃以及苯等不易极化的非极性有 机物，通常被增溶于胶束内核中。（2）在表面活性剂分子间的增溶对于分子结构与表面活性剂相似的极性有机化合物，则 是增溶于胶束的“栅栏”之间。（3）在胶束表面的吸附增溶既不溶于水、也不溶于油

12、的小分子极性有机化合物是通过被 吸附于胶束表面区域或是靠近胶束表面分子“栅栏”的区域完成增溶。（4）聚氧乙烯链间的增溶以聚氧乙烯基为亲水基团的非离子表面活性剂，通常将被增溶 物包藏在胶束外层的聚氧乙烯链中。16. 影响增溶作用的主要因素？答：1）表面活性剂的化学结构 具有相同亲油基的表面活性剂，对于烃类及极性有机物的增溶作用大小顺序一般为： 非离子型阳离子型阴离子型。 胶束越大，对于增溶到胶束内部的物质增溶量越大。 亲油基部分带有分支结构的表面活性剂增溶作用较直链的小。 带有不饱和结构的表面活性剂，或在活性剂分子上引入第二极性基团时，对烃类的溶解作 用减小，而对长链极性物增溶作用增加。2）被增

13、溶物的化学结构脂肪烃与烷基芳烃被增溶的程度随其链长的增加而减小，随不饱和度及环化程度的增加而增 大，带支链的饱和化合物与相应得直链异构体增溶量大致相同；烷烃的氢原子被羟基、氨基 等极性基团取代后，其被表面活性剂增溶的程度明显增加。3）温度的影响多数情况下，温度升高，增溶作用加大。4）添加无机电解质的影响在离子型表面活性剂中添加少量无机电解质，可增加烃类化合物的增溶程度，但却使极性有 机物的增溶程度减少。5）有机添加剂的影响向表面活性剂溶液中添加非极性化合物，提高了极性有机化合物的增溶程度；添加极性有机 化合物后，使非极性碳氢化合物增溶量增加。增溶了一种极性有机物后，会使表面活性剂对 另一种有机

14、物的增溶程度降低。17. 胶团催化的机理？答：胶团催化机理：（1）浓集作用 反应物通过疏水作用和静电感应作用向体积很小的胶 团中或胶团表面浓集是提高反应速率的最重要原因。（2）介质效应介质效应包括笼子效应，预定向作用，微黏度作用，极性作用和抗静电作用 等。胶团可使反应中间体间有足够的反应时间，从而有利于反应的进行和反应活性的提高。 同时代胶团可使某些增溶的反应物采取特殊的定向方式以利于反应进行。18影响胶团催化的因素？（1）表面活性剂的分子结构 a.亲水基体积增加，催化能力增加b.碳链越长，对反应 抑制越强c.底物与表面活性剂的作用力越强,催化能力越低d.离子型表剂与非离子型表剂 混合使用比单

15、独使用催化效果好e.非离子表剂对有离子参加的双分子反应速率影响较小。（2）反应物的分子结构反应物的活性决定了它进入胶团的位置和深度，从而影响催化能力（3）盐的影响加入盐一般减小胶团催化的活性（4）有机添加物的影响加入有机添加物，减小胶团催化的活性19. 乳状液类型和鉴定方法？答：乳状液的类型通常有以下三种：1）水包油型（O/W）内相为油，夕卜相为水，如人乳、牛奶等。2）油包水型（W/0）内相为水，外相为油，如原油、油性化妆品等。3）套圈形 由水相和油相一层一层交替分散形成的乳状液，主要有油包水再包油（O/W/O） 和水包油再包水（W/O/W）两种形式。乳状液类型的鉴别主要有：1）稀释法利用乳状液能够与其外相液体混溶的特点，以水或油性液体稀释乳状液便可以 确定其类型。2）染料法将少量水溶性染料加入乳状液中，若整体被染上颜色，表明乳状液是O/W型; 若只有分散的液滴带色，表明乳状液是W/O型。如果使用油性染料，则情况相反。3）电导法O/W型乳状液的导电性好，W/O型乳状液的导电性差，测定分散体系的导电性 即可判断乳状液的类型。4）滤纸润湿法 将一滴乳状液滴于滤纸上，若液体迅速铺展，