表面张力测定与表面活性剂.ppt

乳化作用 泡沫作用 分散作用 增溶作用 催化作用 §2.3.1 表面活性剂的亲水性 §2.3.1 亲油基团的影响 §2.3.1 亲水基团的影响 §2.3.1 分子形态的影响 §2.3.1 分子量的影响 §2.3.1.1 HLB值的确定 §2.3.1.2 HLB值与表面活性剂应用性能的关系 表面活性剂都是两亲分子，由于亲水和亲油基团的不同，很难用相同的单位来衡量 亲水基团的亲水性和亲油基团的亲油性可以有两种类型的简单的比较方法 1. 表面活性剂的亲水性＝ 亲水基的亲水性－憎水基的憎水性 HLB值= 亲水基质量 亲水基质量+憎水基质量 ×100/5 例如：石蜡无亲水基，所以 HLB=0 Griffin（格里芬）提出了用HLB(hydrophile-lipophile balance，亲水亲油平衡)值来表示表面活性剂的亲水性 聚乙二醇，全部是亲水基，HLB=20。 其余非离子型表面活性剂的HLB值介于0～20之间。 HLB值代表亲水基和亲油基的平衡值， 用来衡量亲水与亲油能力的强弱，实际上 主要表征了表面活性剂的亲水性； HLB值越高，亲水性越强；HLB值越低， 亲水性越弱。 根据需要，可根据HLB值选择合适的表面活性剂 HLB值 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 | |———| |——| |——| |——| | 石蜡 W/O乳化剂 润湿剂 洗涤剂 增溶剂 | |————| 聚乙二醇 O/W乳化剂 例如：HLB值在2～6之间，作油包水型的乳化剂 8～10之间作润湿剂； 12～18之间作为水包油型乳化剂。 表面活性剂是两亲分子。溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会自相结合，形成聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，这种多分子聚集体称为胶束。 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。 §2.2.2.1 临界胶束浓度cmc测定方法 §2.2.2.2 临界胶束浓度cmc影响因素 临界胶束浓度简称CMC 表面活性剂在水中随着浓度增大，表面上聚集的活性剂分子形成定向排列的紧密单分子层，多余的分子在体相内部也三三两两的以憎水基互相靠拢，聚集在一起形成胶束，这开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度。 这时溶液性质与理想性质发生偏离，在表面张力对浓度绘制的曲线上会出现转折。继续增加活性剂浓度，表面张力不再降低，而体相中的胶束不断增多、增大。 表面活性剂水溶液的许多物理化学性质随浓 度变化，在cmc附近狭小的浓度范围内有一个突 变点，原则上可以利用这些物理化学性质的突 变，测定表面活性剂的cmc值。 常用的有：表面张力法、电导法、染料法、 浊度法、光散射法。 界面张力 表面张力 临界胶束浓度 去污作用 密度改变 电导率 摩尔电导率 渗透压 浓度 表面活性剂溶液的性质 临界胶束浓度时各种性质的突变 表面活性剂水溶液的表面张力开始时随溶液浓度增 加而急剧下降，到达一定浓度（即cmc）后则变化缓慢 或不再变化。因此常用表面张力-浓度对数图确定cmc。 具体做法：测定一系列不同浓度表面活性剂溶液的 表面张力，作出γ-lgc曲线，将曲线转折点两侧的直 线部分外延，相交点的浓度即为此体系中表面活性剂 的cmc。 这种方法可以同时求出表面活性剂的cmc和表面吸 附等温线。 优点：简单方便； 对各类表面活性剂普遍适用； 灵敏度不受表面活性剂类型、活性高低、浓度高低、是否有无机盐等因素的影响。 一般认为表面张力法是测定表面活性剂cmc的标准方法。 最低值现象：在有少量高表面活性杂质（如高碳醇、胺、酸等物质）存在时，曲线会出现最低点，不易确定cmc，而且所得结果往往存在误差。 最低点的出现能说明表面活性剂含有高表面活性杂质，因而此法又可作为表面活性剂纯度的鉴定方法。 测定cmc的经典方法 优点：简便； 局限性：只限于测定离子型表面活性剂。 确定cmc时可用电导率对浓度或摩尔电导率对浓度的平方根作图，转折点的浓度即为cmc。 影响因素 对具有较高活性的表面活性剂准确性高灵敏度较好； 对cmc较大的表面活性剂灵敏度较差； 无机盐的存在会影响测定的灵敏度。 某些染料在水中和胶团中的颜色有明显 差别的性质，采用滴定的方法测定cmc。 具体方法：