大学化学chapter4＂.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * . 3）在化工和生物化学中的应用 4.4 溶胶 一、扩散双电层理论 二、溶胶粒子的结构 三、溶胶的聚沉 一、扩散双电层理论 双电层 扩散双电层 动电电势或-电势 双电层 固粒表面吸附的离子和溶液中的反离子构成。 扩散双电层 带电表面及溶液中的反离子构成 z电势 二、溶胶粒子的结构 三、溶胶的聚沉 溶胶的稳定性，主要原因是带有相同的电荷，胶粒间产生的排斥作用。 一旦稳定条件破坏，溶胶中粒子就合并、长大，这一过程称聚沉。 引起溶胶聚沉的方法: 1．电解质的聚沉作用 2．相互聚沉现象 3．加热 4.5 表面活性剂 4.5.1 表面活性剂的结构和性质 4.5.2 表面活性剂的应用 4.5.1 表面活性剂的结构和性质 a.表面活性剂及其组成 b.表面活性剂的分类及结构 c.表面活性剂的存在形式 a. 表面活性剂的组成 加入少量而能显著降低液体表面张力的物质。 组成： 疏水基： 非极性的碳氢链(烃基)，与水的亲和力极小。 亲水基： 极性基团（如-OH、-COOH、-NH2、-SO3H等），与水有很大的亲和力大。 b. 表面活性剂的分类及结构 （1）离子型表面活性剂 阴离子表面活性剂 阳离子表面活性剂 两性离子表面活性剂 （2）非离子型表面活性剂 皂类R1-COONa、烷基磺酸盐 R2— SO3Na等，其中R1中C原子数≥17，R2中C≥12）。阳离子型（如长链烷基的季铵盐和胺类的盐酸盐R·Cl-等）。氨基酸R(NH2)CH2COOH等。 亲水基部分是多羟基、聚氧乙烯基、酯基和醚键等。 表面活性剂结构 。 c.表面活性剂的存在形式 表面活性剂溶于水时，其分子亲水的极性 一端受到水分子的吸引，非极性的疏水部分 被水分子所排斥。为了达到稳定，可以采取 两种方式。 在液面形成单分子膜。 许多活性剂分子自动聚结，形成“胶束”。 4.5.2．表面活性剂的应用 （1）洗涤作用 （2）乳化作用 （3）发泡作用 （1）洗涤作用 。 一种好的洗涤剂必须具备下列条件： ① 好的湿润性，要求洗涤剂能与被洗涤的固体表面密切接触； ② 清除污垢的能力； ③ 有使污垢分散或增溶的能力； ④ 能防止被清除的污垢重新在干净的固面上沉积或形成浮渣。 综合看来，非离子型洗涤剂效果最佳。 (2) 乳化作用 a. 乳浊液及其分类 b. 表面活性剂起乳化作用的原因 c. 破坏乳状液的方法 . a. 乳浊液及其分类 分散质和分散剂都为液体时，这种分散系称为乳浊液。 分类： 油分散在水中（记为油/水或O/W） 水分散在油中（记为水/油或W/O） (“油”泛指一切与水互不相溶的有机溶剂。) b. 表面活性剂起乳化作用的原因 ① 具有界面活性，加入少量就可显著降低油-水 间的界面张力； ② 能迅速吸附在水（或油）等微滴上，从而形 成牢固的保护膜； ③ 能在水（或油）微滴上产生同种电荷，因相 互排斥而稳定。 总之，能较大地提高O/W或W/O型乳浊液的稳性。 c. 破坏乳状液的方法 主要是两类： 物理方法，如离心、静电和超声 物理化学方法，其原则是破坏吸附在界面上的乳化剂，使之失去乳化能力。常用破乳剂。 破乳剂 它也是一种表面活性剂，由于表面活性相当高，故能将界面上原有的乳化剂顶走；但破乳剂分子一般具有分支结构，不能在界面上形成牢固的界面膜，而使乳状液的稳定性大大降低。 （3）发泡作用 a. 起泡剂的作用 b. 泡沫在生产和科研上的应用 c. 破坏泡沫方法 a. 起泡剂的作用 ① 降低水的表面张力和泡沫的表面能，为泡沫的生成和相对稳定创造条件； ② 在气泡周围形成一层具有一定机械强度的、坚固的薄膜，这是泡沫稳定存在的重要因素。 ③ 用离子型表面活性剂做起泡剂所得的泡沫，其膜带有相同电荷，电势高，对泡沫的稳定性有利。 泡沫是气相分散在液相中的分散系，“泡”就是由液体薄膜包围着的气体。 b. 泡沫在生产和科研上的应用 泡沫分离。表面活性大的物质富集于先形成的泡沫中，而表面活性小的则富集于后形成的泡沫中，只要混合物中各组分的表面活性不同，即可用此法分开。 泡沫灭火剂中，含有表面活性剂稳定的CO2泡沫，使火源与空气隔绝。 固体泡沫则是将气体固定在固体中，如泡沫塑料、泡沫玻璃和泡沫水泥等，具有重量轻，隔音与保温性能好等优点，是一类很有前途的新型建筑材料。 c.破坏泡沫方法 在许多场合，泡沫又会给人们造成麻烦，会引