界面化学问答.doc

问答题1何谓增溶作用？简述表面活性剂增溶作用的机理答：增溶作用：不溶解于水的物质，在不使用醇及其它溶剂的情况下，由于添加少量表面活性剂（C CMC）而透明地溶解于水的现象称为增溶。增溶机理：（1）夹芯型增溶，增溶饱和脂肪烃、环烷烃以及其它不易极化的化合物于内核 ；（2）栅栏型增溶，即增溶质被增溶的位置在胶束内核的外部，与极性基相连的亚甲基之间形成“栅栏”结构区，增溶较长的极性分子，如长链醇、胺等 ；（3）吸附型增溶，即增溶质被吸附于胶束表面。此类增溶质往往是高分子或者多官能基的甘油、蔗糖以及一些染料。另外，一些油、水相都不溶的小分子，例如邻苯二甲酸二甲酯也属于此类 ； （4）聚氧乙烯醚链间增溶，增溶质增溶于PEO链之间，此类增溶方式只存在于聚氧乙烯醚非离子型表面活性剂的胶束溶液，相应的增溶质有苯酚、苯胺等。2何谓非离子型表面活性剂的浊点？解释其产生的原因及影响因素答：非离子型表面活性剂的浊点：聚氧乙烯醚非离子型表面活性剂在水中溶解度随升高温度而降低，而且升达某温度时会发生混浊分相，通常称此温度为浊点，浊点也是一个可逆的相转变点。产生的原因：水中的乙氧基链往往呈现醚基朝外的曲折型构象，朝外的醚基与水形成弱化学键氢键，而且每个醚基能吸引2030个水化水。升高温度，分子链的热运动加剧，会脱去氢键，乙氧基链的亲水性降低，最终由水中析出而相分离。影响浊点的因素：疏水基 ：对于具有相同链长的聚氧乙烯醚非离子型表面活性剂，其疏水基碳链越长，浊点越低。支化度增大，特别是支链长度接近时，可能会影响亲水基的水化能力，从而降低亲水性，Tp下降。亲水基 ：随乙氧基链长的增长，相同疏水基的聚氧乙烯醚非离子型表面活性剂的浊点则升高。而其聚氧乙烯醚链长不变，若将端羟基用甲氧基取代则Tp也会下降。电解质 ：不太敏感，通常电解质的加入，亲水性也会相应降低，Tp 则随之降低。但是，如果加入 HCl 则相反，Tp 会升高，而 LiCl 则几乎无作用。极性有机物 ：加入极性有机物，例如脂肪醇，则聚氧乙烯醚非离子型表面活性剂的 Tp 明显降低，而且，脂肪醇的碳链愈长，Tp 降幅愈大。水结构调节剂：加入促进剂，亲水性降低，Tp 降低。反之加入破坏剂，则亲水性提高，Tp 上升。3何谓离子型表面活性剂的Krafft温度？简述TK的物理意义及其影响因素。答：离子型表面活性剂的Krafft温度：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。Tk的意义：Tp*(液体饱和蒸气压)，因而容易沸腾，并且沸石内部吸附的空气，也因受热而脱附，成为形成气泡气核，又因沸石与瓶底紧密相接，而成为局部过热处，两者相接处的液膜在瞬间过热，prp*，便成为微泡，使沸石跳动，结果便成为一新气泡上升。5用三通活塞，在玻璃管的两端吹两个大小不等的肥皂泡，当将两个肥皂泡相通时，两个泡的大小有何变化?答：小泡变小，大泡变大，直到两边曲率半径相等时。这是因为肥皂泡是曲面，表面上有附加压力，这个压力指向曲面圆心。根据拉普拉斯公式，曲率半径越小，附加压力越大。小泡受的附加压力比大泡大，则内部的平衡压力也比大泡大。当活塞打开后，小泡中部分空气向大泡转移，所以小泡变小，大泡变大，直到两边曲率半径相等。7为什么水在玻璃管中呈凹形夜面，而水银则呈凸形？答：因水与玻璃的接触小于90，水的表面的附加压力为负值，这样就使水在玻璃管中呈凹面。而水银与玻璃的接触为大于90，水银表面的附加力为正值，因而水银在玻璃管内呈凸形液面。第十二章思考题1.纯液体，溶液和固体，它们各采用什么方法来降低表面能以达到稳定状态？这种现象在日常生活中有何应用？ 液体尽可能缩小表面积，液滴、气泡都呈球状;溶液除收缩表面积外，还能调节表面浓度（表面吸附）以降低表面能，固体主要靠吸附来降低表面能。2.已知水在两块玻璃间形成凹液面，而在两块石蜡板间形成凸液面。试解释为什么两块玻璃间放一点水后很难拉开，而两块石蜡板间放一点水后很容易拉开。 水在两玻璃和两石蜡板间的状态如下图。对玻璃板，附加压力p指向液体外部，说明液体压力P小 于外压力，且两板越靠近，此压力差越大，使两板难以拉开。石蜡板的情况相反，液体压力 p大于外压力,易于拉开。3.如下图，在一玻璃管两端各有一大小不等的肥皂泡。当开启活塞使两泡相通时，试问两泡体积将如何变化？为什么 开启活塞后，大泡将变大，小泡将变小。活塞关闭时， 由于肥皂泡膜产生附加压力，p=p内p外/r.泡 的半径r 越小，附加压力越大， 而大、小泡的p外是相同 的，故小泡内空气压力大于大泡内空气压力。活塞后，小 泡内空气就流向大泡，导致小泡变成更大。4.如下图，试标出玻璃毛细管24中水 面位置及凹凸情况。 玻璃管1水面的高度是平衡位置，四支毛细管直径相同。 2管中水面只能上升到a 处，凹液面 ；3管中水面上升至b处，凹液面; 4 管中的水面垂直高度同1管，凹液面 。5.如下图，玻璃毛细管A插入水中后，水面上升高度应能超过h，因此推断水会从弯口B处不断流出，于是便可构成第一类永动机，如此推想是否合理？为什么？ 不合理，由于毛细管上方弯曲，当液面上升到顶端后， 又沿弯曲管下降到弯口B处，液面下降时，由于弯曲部分 液体受到重力作用，使凹液面的曲率半径由r增大到r,故 附加压力也相应减小到p/r。到B处，p与B处 高度的静压力达到平衡，曲率不再变化（仍是凹液面）。 故水滴不会落下。6.分散度很高的细小固体颗粒的熔点比普通晶体熔点要高些、低些、还是一样？为什么会有过冷液体不凝固的现象？ 因为细小晶体颗粒比大颗粒具有更高的表面能，在较低的温度下即可达到晶体熔化所需的能量，故细小的熔点比普通晶体熔点要低些。液体在凝固时首先形成极细小的晶核，而小晶核的熔点低于正常熔点。故在正常凝固点时，不能形成小晶核，必须在更低的温度下才能形成，这就是过冷液体不凝固的现象。7表面吸附量、表面浓度、表面过剩量是否是一个概念？ 答：表面吸附量、表面浓度、表面过剩量是三个不同的概念。表面浓度是表面上每单位体积中所含溶质的摩尔数。表面吸附量与表面过剩量是同一个概念，表面吸附量是指溶液单位表面上与溶液内部相应部分的所含溶质的过剩量，即表面浓度与本体浓度之差。对于由表面活性剂形成的溶液，由于体相浓度与表面浓度相比，其值甚小，因此， 表面浓度之值与表面吸附量之值相近或一致。8水在玻璃管中呈凹形夜面，但水银则呈凸形。为什么？ 答：因水与玻璃的接触小于90，水的表面的附加压力为负值，这样就使水在玻璃管中呈凹面。而水银与玻璃的接触为大于90，水银表面的附加力为正值，因而水银在玻璃管内呈凸形液面。9在装有部分液体的毛细管中，当一端加热时，如图所示；(a) 润湿性液体向毛细管哪一端移动？ (b) 不润湿液体向哪一端移动？ 为什么？ 答：()的情况，水液柱向着远离加热点(即向左)移动；()的情况，水银柱面向着加热点(即向右)移动。因此表面张力随温度的升高而降低。加热处表面张力减少，未加热处不变。在表面张力作用下，()润湿性液柱向左移动，()不润湿性液柱向右移动。10表面活性剂在溶液中是采取定向排列吸附在溶液表面上，还是以胶束的形式存在于溶液中？为什么？答：表面活性剂在溶液表面形成定向排列，以降低水的表面张力，使体系趋向稳定，但在溶液内部，表面活性剂也能把增水基团靠在一起，形成胶束，一般来说，浓度较稀时以定向排列吸附在表面为主，但溶液内部也可能有简单的胶束形成；随着表面活性剂的浓度增加，表面定向排列增加的同时，内部胶束数量也增多，一旦表面形成单分子膜，这时便达到临界胶束浓度，以后再增加表面活性剂浓度，只增加胶束数量，表面张力不再改变。第十三章1 江河入海处，为什么常形成三角洲？江水中常常夹带大量泥沙，到入海处河道变宽，流速变慢，泥沙沉积。江水中的泥沙微粒是带负电的胶粒，碰到含有大量电解质的海水就凝聚下沉。这样长时间的沉积就形成了三第11章 表 面 现 象1 表面能、表面自由能、比表面自由能、表面张力是否是一个概念？相同否？答：总的说来四者都是描述表面的过剩能量，但概念上有区别，表面能为物质表面较其内部多余的能量；若在 T，p 恒定时，这部分能量称为表面自由能（表面吉布斯自由能）；若在T，p恒定时，单位表面的自由能，便称为比表面自由能，其单位为 Jm2，因 JNm，故 Jm2 也可化为 Nm1，这样表面自由能又转变为另一 概念，成为垂直作用于单位长度相表面上沿着相表面的切面方向的力，称为表面张力。虽然比表面自由能和表面张力的数值相同，也可混用，但概念有差别，前者是标量，后者是矢量。3铅酸蓄电池的两个电极，一个是活性铅电极，另一个是活性氧化铅电极，你是怎样理 解这理解这“活性”两字？答：这里活性是指铅或氧化铅处于多孔性，即具有大的比表面积，具有较高比表面自由能，处于化学活性状态。这是在制备电极时经过特殊活化工序而形成的高分散状态，根据热力学理论及表面性质，若铅蓄电池长期使用或者长期放置而未能及时充电，电极的高分散状态会逐渐减低，这种活性也就消失。4 在化工生产中，固体原料的焙烧，目前很多采用沸腾焙烧，依表面现象来分析有哪些优点？答：沸腾焙烧是将固体原料碎成小颗粒，通入预热的空气或其它气体，使炉内固体颗粒在气体中悬浮，状如沸腾，这样就增大了固气间的接触界面，增强了传质与传热，使体系处于较高的化学活性状态。5. 在滴管内的液体为什么必须给橡胶乳头加压时液体才能滴出，并呈球形？答：因在滴管下端的液面呈凹形，即液面的附加力是向上的，液体不易从滴管滴出，因此若要使液滴从管端滴下，必须在橡胶乳头加以压力，使这压力大于附加压力，此压力通过液柱而传至管下端液面而超过凹形表面的附加压力，使凹形表面变成凸形表面，最终使液滴滴下，刚滴下的一瞬间，液滴不成球形，上端呈尖形，这时液面各部位的曲率半径都不一样，不同部位的曲面上所产生附加压力也不同，这种不平衡的压力便迫使液滴自动调整成球形，降低能量使液滴具有最小的表面积。6. 在进行蒸馏实验时要在蒸馏烧瓶中加些碎磁片或沸石以防止暴沸其道理何在？答：若无碎磁片或沸石，由于液体内部不易形成新相( 气相 )，因若形成新相的刹那间，该新气泡相的凹形表面的曲率很大，则根据开尔文公式，这样微小的气泡便自发消失，因此体系便不能在正常情况下沸腾，便会升高温度形成局部过热的介稳定状态，导至暴沸。如果在液体内加上沸石，则在沸石表面的尖端有较大的凸端，此处 pr( 气泡内压强)p*(液体饱和蒸气压)，因而容易沸腾，并且沸石内部吸附的空气，也因受热而脱附，成为形成气泡气核，又因沸石与瓶底紧密相接，而成为局部过热处，两者相接处的液膜在瞬间过热，prp*，便成为微泡，使沸石跳动，结果便成为一新气泡上升。7如果在一杯含有极微小蔗糖晶粒的蔗糖饱和溶液中，投入一块较大的蔗糖晶体，在恒温密闭的条件下，放置一段时间，这时这杯溶液有什么变化？答：任何物质的饱和溶液，当其中存在着大小不同的被溶解物质晶态物质时，实际上这些大小不同的同种晶态物质的溶解度是不同的，由公式：RTn(Cr/C*)2Mr(S)/r(S)可知，r越小，即晶粒越小越微，其溶解度Cr越大，其溶解度大于大块晶体的溶解度C*，因此，将这饱和溶液长期放置后，微晶、小晶体便逐渐消失，而大块晶体却逐渐增大。8表面吸附量、表面浓度、表面过剩量是否是一个概念？答：表面吸附量、表面浓度、表面过剩量是三个不同的概念。表面浓度是表面上每单位体积中所含溶质的摩尔数。表面吸附量与表面过剩量是同一个概念，表面吸附量是指溶液单位表面上与溶液内部相应部分的所含溶质的过剩量，即表面浓度与本体浓度之差。对于由表面活性剂形成的溶液，由于体相浓度与表面浓度相比，其值甚小，因此，表面浓度之值与表面吸附量之值相近或一致。10两性离子型与非离子型表面活性剂有何不同？答：两性离子型表面活性剂在某一定的 pH 值时，在溶液中呈等电点，当溶液低于这个pH 值时，即在酸性溶液中，它呈阳离子表面活性剂，而在大于该 pH 值的溶液中，它呈阴离子表面活性剂。 非离子型表面活性剂在溶夜中不能电离，不能成为离子型 表面活性剂，非离子型表面活性剂多含有在水中不解离的羟基(OH)和（O)结合的含氧基团，并以这类基团为亲水基团。11水在玻璃管中呈凹形夜面，但水银则呈凸形。为什么？答：因水与玻璃的接触小于90，水的表面的附加压力为负值，这样就使水在玻璃管中呈凹面。而水银与玻璃的接触为大于90，水银表面的附加力为正值，因而水银在玻璃管内呈凸形液面。 12在装有部分液体的毛细管中，当一端加热时，如图 118 所示；(a) 润湿性液体向毛细管哪一端移动？ (b) 不润湿液体向哪一端移动？ 为什么？答：()的情况，水液柱向着远离加热点(即向左)移动；()的情况，水银柱面向着加热点(即向右)移动。因此表面张力随温度的升高而降低。加热处表面张力减少，未加热处不变。在表面张力作用下，()润湿性液柱向左移动，()不润湿性液柱向右移动。13在亲水固体表面，经适当表面活性剂(如防水剂)处理后，为什么可以改变其表面性质，使其具有憎水性？答：由于表面活性剂在亲水表面上的定向排列，亲水基团与固体表面接触，憎水基团向外这样就使固体表面形成一层憎水层，从而改变了固体表面结构与性质，使其具有憎水性。14基于表面活性剂的基本性质，为何在纤维表面吸附适当表面活性剂（如纺纱油剂）后，可以使纤维柔软平滑？答：由于纤维表面具有亲水性，表面活性剂的亲水基团吸附在纤维表面而定向排列，外面是表面活性剂的憎水基团定向排列，使纤维的表面形成一个新的憎水表面，而憎水基团一般是近乎直链的脂肪基团，这样便在纤维表面形成一层薄薄的油层，就显出柔软而平滑的手感。4. 说出增溶作用的三种应用，请解释表面活性剂溶液的-C曲线上为什么常常会出现最低点。答：增溶作用的应用：乳液聚合、石油生产、洗涤过程、染料分散、制药等。实验证明最低值现象是由杂质引起的。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？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;，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对浓度的对数lgc作图得到-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20. 表面活性剂在乳化作用中的主要作用机理？答：乳化机理:加入表面活性剂后,由于表面活性剂的两亲性质,使之易于在油水界面上吸附并富集,降低了界面张力,改变了界面状态,从而使本来不能混合在一起的油和水两种液体能够混合到一起,其中一相液体离散为许多微粒分散于另一相液体中,成为乳状液.21. 影响乳状液类型的主要因素？答：（1）相体积 若油的相体积分数大于7402，乳液只能形成wo型，若油的相体积分数少于2598时，就只能形成0w型，若油的相体积分数在2598-74。o2时，则可能形成0W型或W0型中的一种。（2） 乳化剂的分子结构和性质 一价的金属盐极性头的横截面积大于非极性碳氢链的横截面积，则易生成 O/W型乳状液，而以二价盐作为乳化剂时易生成W/O型乳状液。 油水两相中对乳化剂溶解度较大的一相将成为外相，即分散介质。（3） 乳化器的材质 器壁的亲水性强容易得到O/W型乳状液，而亲油性强的易得到W/O型乳状液。（4）两相的聚结速度 在乳化剂、油、水一起摇荡时，油相与水相都破裂成液滴，最终成为何种乳液取决于两类液滴的聚结速度。22. 影响乳状液稳定性的因素？答：1）表面张力 乳状液是热力学不稳定体系，低油-水表面张力有助于体系的稳定。2） 界面膜的性质 乳化剂吸附于油-水界面上形成结实的界面膜而阻止了液滴间聚结。3）界面电荷 液滴表面的电荷密度越大，乳状液的稳定性越高。 4）乳状液分散介质的黏度 分散介质的黏度越大，液滴布朗运动的速度赿慢，越有利于乳状液的稳定性。5）固体粉末的加入 聚集于油水界面的固体粉末增加了界面膜的机械强度，而且，固体粉末排列的赿紧密，乳状液趋稳定。23. 乳化剂的选择原则？答：（1）要有良好的表面活性，且能极剧降低表面张力（2） 乳化剂分子能与其他分子在界面上形成致密界面膜（3） 乳化剂的乳化性能与其水相油相的亲和能力（4） 适当的外相黏度，减小液滴聚集速度（5） 特殊情况下要求无毒（6） 用最小的量达到最好的乳化效果24. 疏液胶体能够稳定存在的原因？答：（1）空间稳定理论 在疏液胶体表面形成致密界面膜，因其静电作用，固体之间相互排斥，不易絮凝而稳定存在（2）DLVO理论 分散相离子间的静电斥力大于静电引力，离子间的主要作用力为静电斥力，不易絮凝，能够较稳定的存在。25. 乳状液不稳定的原因和方式？答：乳状液存在相当大的界面，从而就有一定的界面能，这样的的体系总是力图减小界面积而使能量降低，最终乳状液破坏，两相分离。乳状液不稳定方式;分层、絮凝或聚集、聚结、变型、破乳。26. 非极性固体表面的润湿？答：表面活性剂溶液的表面张力等于或低于非极性固体的的C是发生完全润湿的必要条件，而某些特殊性质的表面活性剂在固液界面上吸附可能形成比原非极性固体C更低的表面吸附层，此吸附层的C值若低于表面活性剂溶液的表面张力，则该溶液不能铺展。在非极固体的表面上，能使液体表面能力降低的各种因素，都可能使接触角减小，改善润湿性质。28. 表面活性剂影响泡沫稳定性的因素？答：表面张力 低的表面张力有利于泡沫的形成界面膜的强度 界面膜的强度是决定泡沫稳定性的关键因素，而界面膜的强度取决于液膜的表面黏度、液膜弹性和膜内液体的黏度。高的表面黏度、高黏度和高弹性的凝聚膜及较大的膜内液体的黏度都有利于泡沫的稳定。表面张力的修复作用 液膜的自修复作用能够较大的提升泡沫的稳定性。表面电荷 泡沫液膜的表面带有相同符号的电荷时，当液膜要变薄时，两个表面将会产生静电斥力作用，以阻止继续减薄，延缓液膜变薄，提高泡沫稳定性。泡内气体的扩散 液膜黏度赿高，表面吸附的的分子排列赿紧密，气体的相对透过率赿低，气泡排气赿慢，泡沫赿稳定。29. 消泡剂消除泡沫的机理？答：泡沫的消除机理如下：1）使液膜局部表面张力下降2）破坏界面膜弹性使液膜失去自修复作用3）降低液膜黏度4）固体颗粒的消泡作用30. 表面活性剂在洗涤过程中的作用？答：表面活性剂在洗涤过程中的作用:A 降低水的表面张力，改善水对洗涤物表面的润湿性，从而除去固体表面的污垢。B 是对油污的分散和悬浮作用，也就是使已经从固体表面脱落的污垢能很好的分散和悬浮在洗涤介质中，不再沉积在固体表面。31. 影响表面活性剂洗涤作用的因素？答：1）表面或表面张力 在洗涤过程中使洗涤液具有较低的表面张力，从而使洗涤液能够有效的产生润湿作用，还有利于液体油污的乳化分散，防止油污再沉积。2） 表面活性剂在界面上的吸附状态 表面活性剂在油水和固-水界面吸附，能降低表面张力，改变界面各种性质，利于污垢去除；在固固界面的吸附，能够降低污垢在固体表面的黏附程度，从而利于固体污垢去除。 3）表面活性剂的分子结构 洗涤效果随疏水链长度的增加，洗涤效果增加。4）乳化与起泡作用 乳化作用可以使油污乳化并稳定分散悬浮于洗涤液中，有效阻止了油污再沉积。而起泡作用对洗涤效果有一定的影响，但二者并没有直接相应关系。5）表面活性剂的增溶作用6）黏附强度 固体表面与洗涤剂间的黏附作用越强，越有利于污垢从固体表面去除。32. 空间稳定作用的特点？答：（1）分子粒子间距离小时，空间稳定作用引起的排斥势能趋于无穷大（2） 在水及非水介质中都起作用（3） 外加电解质性质与浓度影响较小33. 分散过程的几个阶段？答：固体微粒在液体介质中的分散过程一般分为三个阶段，即固体微粒的润湿、粒子团的分散和碎裂、分散体的稳定。（1）固体粒子的润湿 润湿是固体粒子分散最基本的的条件，若要把固体粒子均匀地分散在介质中，首先必须使每个固体微粒或粒子团能被介质充分润湿。（2）粒子团的分散和碎裂 将粒子团内部的固-固界面分离，使加入表面活性剂后，固体微粒与分散介质的相容性得以改善，加速液体的渗透。 （3）分散体的稳定 表面活性剂在固体微粒表面的吸附能够增加防止微粒重新聚集的能障，降低粒子聚集倾向，提高分散体系的稳定性。34. 悬浮体能够稳定存在的因素？答：（1）悬浮体粒子表面带有电荷，易形成双电层，而双电层的存在静电斥力使其稳定。（2） 在粒子表面易形成溶剂化层或吸附溶剂化层。（3） 微小的胶体粒子对悬浮体中大粒子有稳定作用35. 在以水为分散介质的分散体系中表面活性剂的作用？答：在水介质中，表面活性剂通过范德华力以疏水基吸附于粒子表面，以亲水基伸向水介质，以静电斥力和空间熵效应使分散体系稳定。36. 在非水介质体系中表面活性剂的作用？答：空间稳定作用 吸附在粒子上的表面活性剂以其疏水基伸向液相阻碍粒子的接近。熵效应 吸附有长链表面活性剂分子的粒子靠近时使长链的活动自由度减小，体系熵减小。同时吸附分子伸向液相的是亲液基团，从而使有效Hamaker常数减小，粒子间吸附势能也就降低了。37. 聚集作用的机理？答：（1）电性作用 在分散体系中加入无机电解质，其反离子将向粒子周围的扩散双电层中扩散，压缩双电层，从而降低粒子间的静电排斥作用，破坏分散体系的稳定性，从而发生聚集作用。（2）桥梁作用 在高分子化合物浓度很低时，吸附于分散粒子上的聚合物长链可以同时吸附于其它表面上，这样就可将多个粒子通过聚合物分子连接起来，从而来发生聚集作用。38. 絮凝剂的分子特点？答：能够溶解在固体微粒的分散介质中。在高分子的链节上应具有能与固液粒子间产生桥连的吸附基团。絮凝剂大分子应具有线形结构，并有适合于分子伸展的条件。分子链应有一定长度，使其能将一部分吸附剂于颗粒上，而另一部分则伸进溶液中，以便吸附另外颗粒，产生桥连作用。固液悬浮体中固体微粒表面必须具有可供高分子絮凝剂架桥的部位.39. 分散剂的特点？答：分散剂具有下述特点：良好的润湿性质。能使粉体表面和内孔都能润湿并使其分散。便于分散过程的进行。要有助于粒子的破碎，在湿磨时要能使稀悬浮体黏度降低。能稳定形成的分散体系。润湿作用和稳定作用都要求分散剂能在固体粒子表面上吸附。40. 按亲水基结构的不同，阴离子表面活性剂的类型有哪些？ 答：阴离子表面活性剂按亲水基团分为羧酸盐型（R-COONa），磺酸盐型（R-SO3Na），硫酸酯盐型（R-OSO3Na），磷酸酯盐型（R-OPO3Na）。41. 阴离子表面活性剂的特点、结构、应用？答：（1）溶解度随温度的变化存在明显的转折点。 （2）一般情况下与阳离子表面活性剂配伍性差，容易生成沉淀或浑浊。 （3）抗硬水性能差 应用： （1）常用来知趣液体皂，也可用做硬表面洗涤剂的组分。 （2）可用作乳化剂和润湿剂。 （3）可用做于干燥润滑剂、防水剂、纤维偶色剂，也可用于涂料、油墨和聚氧乙烯的颜料悬浮分散剂，还可作润滑脂的稠化剂。 （4）有良好的去污能力，可用作去污剂。42. 阳离子表面活性剂的类型及性质？答：分类：胺盐型、季铵盐型、杂环型、鎓盐型性质：（1）溶解性 一般具有较好的水溶性，但随烷基碳链长度的增加，水溶性呈下降趋势（2）Krafft温度点 Krafft点越高，溶解性越差（3） 表面活性 随着烷基碳链长度的增加，表面张力下降，且在一定范围内，表面张力随表面活性剂的浓度升高而降低，降到一定数值后又随浓度的升高而增加（4） 临界胶束浓度 随着 烷基碳链的增长，cmc降低43. 阳离子表面活性剂的特点及应用？答：特点：在水溶液中呈现正电性，能形成携带正电荷的表面活性离子阳离子表面活性剂应用：用作消毒杀菌剂、腈纶匀染剂、抗静电剂、矿物浮选剂、相转移催化剂和织物柔软剂。44. 两性表面活性剂的特点及分类？答：特点：（1）具有等电点（2） 几乎可以同所有其他类型的表面活性剂进行复配，一般都会产生加和增效作用（3） 具有较低的毒性，对皮肤眼睛刺激小（4） 具有极好的耐硬水性和耐高浓度电解质性（5） 对织物有优异的柔软平滑性和抗静电性（6） 具有良好的乳化性和分散性（7） 可以吸附在带点物质的表面，而不产生憎水薄层，有很好的润湿和发泡性（8） 具有一定的杀菌性和抑霉性（9） 有良好的生物降解性分类：a.按阴离子亲水基类型分类：羧酸盐型、磺酸盐型、硫酸酯盐型、磷酸酯盐型b.按整体化学结构分类：甜菜碱型、咪唑啉型、氨基酸型、氧化胺型45. 两性表面活性剂的性质及应用？答：性质：（1）具有等电点，所以两性表面活性剂在溶液中既能给出质子，又能接受质子（2） 临界胶束浓度与pH的关系 一般两性表面活性剂的cmc随着溶液pH的增加而增大（3） pH值对表面活性剂溶解度和发泡性的影响A在等电点时，其溶解度及泡沫量均最低b高于等电点时，发泡快，泡沫丰富且松大，溶解度迅速增加c低于等电点时，泡沫量及溶解度也较高（4） 在基质上的吸附量及杀菌性与pH的关系 在低于等电点的溶液中，在羊毛和毛发上的吸附量大，亲和力强，杀菌力也较强（5） 对于甜菜碱性两性表面活性剂，随着烷基链碳数的增加，cmc明显降低（6） 溶解度和Krafft点 加入电解质使溶解度提高，Krafft点降低（7） 表面活性剂结构对钙皂分散力的影响a表面活性剂烷基的碳链增长，活性剂的钙皂分散力有所提高b引入酰氨基或将羧酸转换成磺酸或硫酸酯基时，钙皂分散力大大改善（8） 在含12-16个碳原子时去污效果最佳（9） 具有良好的抗静电能力和很好的生物降解性。见书P138P14146. 非离子表面活性剂的分类、特点？答：非离子表面活性剂主要分为聚乙二醇型和多元醇型两大类（详见课本P156P157）特点：（1）稳定性高，不易受强电解质无机盐类存在的影响（2） 不易受Mg2+、Ca2+的影响，在硬水中使用性能好（3） 不易受酸碱的影响（4） 与其他表面活性剂相容性好（5） 在水和有机溶剂中皆有较好的溶解性能（6） 此类产品大部分呈液态和浆态，使用方便（7） 存在浊点47. 非离子表面活性剂的性质及应用？答：（1）HLB值 根据不同的要求调节环氧乙烷的加成数，可改变HLB值，从而达到较好的应用性能（2） 浊点和亲水性 浊点越高，表面活性剂越不易自水中析出，亲水性越好。（3） 临界胶束浓度 非离子表面活性剂的cmc一般较低（4） 表面张力 能够有效的降低表面或表面张力（5）润湿性 疏水基碳链增长，润湿性降低；环氧乙烷加成数越多，亲水性润湿性（6）起泡性和洗涤性 聚醚型非离子表面活性剂的起泡性通常比离子型低 ，对硬水不敏感，且低温洗涤性较好（7）生物降解性和毒性非离子表面活性剂对皮肤刺激性小，毒性低，而生物降解性直链烷基好，烷基酚较差；EO加成数越多，生物降解性越差48. 影响非离子表面活性剂浊点的因素？ 答：（1）疏水基的种类 疏水基的亲油性越大，亲水性越低，浊点越低 （2）疏水基碳链长度 同族化合物中疏水基越长，碳数越多，疏水性越强，亲水性越低，浊点越低（3）亲水基的影响 疏水基相同时，随环氧乙烷（EO）加成分子数的增加，其亲水性提高，浊点上升。（4）添加剂的影响 通常向非离子表面活性剂的溶液中添加非极性物质，浊点会升高；添加芳香族化合物或极性化合物，浊点会下降 49. 非离子表面活性剂的具有较低cmc的原因？答：（1）非离子表面活性剂本身不发生电离，不带电荷，没有电斥力，易形成胶束；（2）分子中亲水基的体积较大，只靠极性原子形成氢键溶于水，与离子型表面活性剂相比，与溶剂的作用力较弱，易形成胶束。50. 影响非离子表面活性剂表面张力的因素？答：（1）疏水基官能团的影响：不同疏水基的表面活性剂具有不同的表面张力。（2） 亲水基的影响：随聚氧乙烯链长度的增加，即环氧乙烷加成数的增加，表面张力升高（3） 温度的影响 随温度的升高，表面张力下降51. 碳氟表面活性剂的性质及应用？答：性质：（1）.具有良好的化学稳定性和热稳定性 （2）.具有高熔点、高Krafft点，在溶剂中溶解度