1. поверхностное натяжение
Сила сжатия произвольной единицы длины поверхности жидкости называется поверхностным натяжением, а единица измерения - Н • м-1.
2, поверхностно-активное и поверхностно-активное вещество
Свойство, которое может уменьшить поверхностное натяжение растворителя, называется поверхностной активностью, а вещество с поверхностной активностью называется поверхностно-активным веществом.
Поверхностно-активные вещества, которые могут связывать молекулы в водном растворе и образовывать ассоциации, такие как мицеллы, имеют высокую поверхностную активность, а также выполняют функции смачивания, эмульгирования, пенообразования и промывания, называются поверхностно-активными веществами.
3. Молекулярно-строительная характеристика поверхностно-активных веществ
Поверхностно-активные вещества представляют собой органические соединения со специальными структурами и свойствами. Они могут значительно изменить межфазное натяжение между двумя фазами или поверхностное натяжение жидкости (обычно воды). Они обладают смачивающими, пенообразующими, эмульгирующими и моющими свойствами.
Что касается структуры, поверхностно-активные вещества имеют общую особенность, то есть молекула содержит две группы различных свойств, один конец представляет собой неполярную группу с длинной цепью, которая растворима в масле, но не в воде, так называемая гидрофобная группы или гидрофобные группы, такие гидрофобные группы, как правило, представляют собой углеводороды с длинной цепью, а иногда органический фтор, силикон, органический фосфор, органические оловянные цепи и так далее. Другой конец представляет собой водорастворимую группу, то есть гидрофильную группу или гидрофильную группу. Гидрофильная группа должна быть достаточно гидрофильной, чтобы гарантировать, что все поверхностно-активное вещество растворимо в воде и обладает необходимой растворимостью. Поскольку поверхностно-активные вещества содержат гидрофильные и гидрофобные группы, они растворимы по меньшей мере в одной фазе жидкой фазы. Эта гидрофильная и липофильная природа поверхностно-активного вещества называется амфифильной.
4. Типы поверхностно-активных веществ
Поверхностно-активное вещество представляет собой амфифильную молекулу с гидрофобными и гидрофильными группами. Гидрофобные группы поверхностно-активных веществ, как правило, состоят из углеводородов с длинной цепью, таких как алкильные группы с прямой цепью C8-C20, алкильные группы с разветвленной цепью C8-C20, алкилфенильные группы (число атомов углерода алкила составляет от 8 до 16) и т.д. , Разница между гидрофобными группами заключается в основном в структурном изменении углеводородной цепи, разница невелика, и существует больше типов гидрофильных групп, поэтому свойства поверхностно-активных веществ в основном связаны с размером и формой гидрофобных групп. Это также связано с гидрофильными группами. Структура гидрофильной группы изменяется в большей степени, чем гидрофобная группа, поэтому классификация поверхностно-активных веществ обычно основывается на структуре гидрофильной группы. Эта классификация основана на том, является ли гидрофильная группа ионной, и она подразделяется на анионные, катионные, неионные, цвиттерионные и другие специальные типы поверхностно-активных веществ.
5. Характеристика водного раствора поверхностно-активного вещества
① Адсорбция ПАВ на интерфейсе
Молекулы сурфактанта имеют липофильные и гидрофильные группы и являются амфифильными молекулами. Вода - сильно полярная жидкость. Когда поверхностно-активное вещество растворяется в воде, его гидрофильные группы растворимы в воде из-за их гидрофильности и водной фазы на основе принципов аналогичной полярности и отталкивания. Фаза отталкивает и покидает воду. В результате молекулы поверхностно-активного вещества (или ионы) адсорбируются на границе раздела двух фаз, что уменьшает межфазное натяжение между двумя фазами. Чем больше молекул ПАВ (или ионов) адсорбируется на границе раздела, тем больше уменьшается межфазное натяжение.
PropertiesНекоторые свойства адсорбционной мембраны
Поверхностное давление адсорбционной мембраны: поверхностно-активное вещество адсорбируется на границе раздела газ-жидкость для образования адсорбционной мембраны. Например, если подвижный поплавок без трения размещен на границе раздела, адсорбционная мембрана перемещается поплавком вдоль поверхности раствора, и мембрана создает давление на поплавок. Это давление называется поверхностным давлением.
Поверхностная вязкость: Как и поверхностное давление, поверхностная вязкость является свойством, которое проявляют нерастворимые молекулярные пленки. Подвесьте платиновое кольцо с помощью тонкой металлической проволоки, сделайте так, чтобы его плоскость соприкасалась с водной поверхностью раковины, поверните платиновое кольцо, платиновому кольцу мешает вязкость воды, и амплитуда постепенно уменьшается. Исходя из этого, поверхностная вязкость может быть измерена сначала на поверхности чистой воды. Был проведен эксперимент по измерению ослабления амплитуды, а затем измерению ослабления после образования поверхностной пленки. Вязкость поверхностной пленки была получена из разницы между ними.
Поверхностная вязкость тесно связана с твердостью поверхностной пленки. Поскольку адсорбционная пленка имеет поверхностное давление и вязкость, она должна быть упругой. Чем выше поверхностное давление и чем выше вязкость адсорбционной пленки, тем больше ее модуль упругости. Модуль упругости поверхностной адсорбционной пленки имеет большое значение в процессе стабилизации.
Mation образование мицелл
Разбавленный раствор рениевого поверхностно-активного вещества подчиняется правилам, которым следует идеальный раствор. Количество адсорбированного поверхностно-активного вещества на поверхности раствора увеличивается с увеличением концентрации раствора. Когда концентрация достигает или превышает определенное значение, количество адсорбции больше не увеличивается. Эти избыточные молекулы поверхностно-активного вещества разупорядочены в растворе или каким-то образом существуют обычным образом. Практика и теория показали, что они образуют ассоциации в растворе, которые называются мицеллами.
Критическая мицеллярная концентрация. Минимальная концентрация поверхностно-активного вещества для образования мицелл в растворе называется критической концентрацией мицелл.
④ cmc значение обычных поверхностно-активных веществ.
6. Гидрофильно-липофильный баланс
ГЛБ представляет собой сокращение гидрофильного липофильного баланса и представляет значение гидрофильно-липофильного баланса гидрофильной группы и липофильной группы сурфактанта, то есть значение ГЛБ сурфактанта. Большое значение ГЛБ указывает на то, что молекула является сильно гидрофильной и слабо липофильной; в противном случае липофильность сильная, а гидрофильность слабая.
Требование значения ГЛБ
Значение ГЛБ является относительным значением, поэтому при установке значения ГЛБ в качестве стандарта значение ГЛБ парафинового воска без гидрофильности определяется как 0, а значение ГЛБ лаурилсульфата натрия с высокой растворимостью в воде равно 40. Следовательно, значение ГЛБ поверхностно-активного вещества обычно находится в диапазоне от 1 до 40. Вообще говоря, эмульгаторы со значением ГЛБ менее 10 являются липофильными, в то время как эмульгаторы более 10 являются гидрофильными. Следовательно, поворотный момент от липофильности к гидрофильности составляет около 10.
7. Эмульгирование и солюбилизация
Два вида взаимно нерастворимых жидкостей, один из которых образован микрочастицами (каплями или жидкими кристаллами), диспергированными в другом, называется эмульсией. Поскольку межфазное произведение двух жидкостей увеличивается при образовании эмульсии, эта система является термодинамически нестабильной. Чтобы стабилизировать эмульсию, необходимо добавить третий компонент, эмульгатор, чтобы уменьшить межфазную энергию системы. Эмульгаторы - это поверхностно-активные вещества, основной функцией которых является действие молока. Фаза, в которой капли существуют в эмульсии, называется дисперсной фазой (или внутренней фазой, прерывистой фазой), а другая фаза, соединенная в одну деталь, называется дисперсионной средой (или внешней фазой, непрерывной фазой).
Uls Эмульгаторы и эмульсии
Обычная эмульсия, одна фаза - вода или водный раствор, а другая фаза - несмешивающееся с водой органическое вещество, такое как масло и воск. Эмульсии, образованные водой и маслом, можно разделить на два типа в зависимости от их дисперсии: масла диспергируются в воде с образованием эмульсий масло-в-воде, что выражается в массе / воде (масло / вода): формы вода-в-масле Эмульсия вода-в-масле выражается в массе / масле (вода / масло). Кроме того, также можно образовывать сложные многокомпонентные эмульсии вода-в-масле-в-воде и масло-в-воде-в-масле.
Эмульгаторы стабилизируют эмульсии, уменьшая межфазное натяжение и образуя мономолекулярную интерфейсную пленку.
Требования к эмульгаторам при эмульгировании: а: эмульгатор должен обладать способностью адсорбировать или обогащать на границе раздела двух фаз, чтобы уменьшить межфазное натяжение; б: эмульгатор должен давать частицам заряд и вызывать электростатическое отталкивание между частицами, или вокруг частиц образуется стабильная высоковязкая защитная пленка. Следовательно, вещества, используемые в качестве эмульгаторов, должны иметь амфифильные группы для осуществления эмульгирования. Поверхностно-активные вещества могут соответствовать этому требованию.
② Способ приготовления эмульсии и факторы, влияющие на стабильность эмульсии
Существует два метода приготовления эмульсий: один - использовать механические методы для диспергирования жидкостей в виде мелких частиц в другой жидкости, которая в основном используется в промышленности для приготовления эмульсий; Другой способ заключается в растворении жидкостей в молекулярном состоянии. В другой жидкости она затем надлежащим образом агрегируется для образования эмульсии.
Стабильность эмульсии относится к способности противостоять агрегации частиц, приводящей к разделению фаз. Эмульсии представляют собой термодинамически нестабильные системы с большой свободной энергией. Следовательно, так называемая стабильность эмульсии фактически относится к времени, необходимому для достижения системой равновесия, то есть к времени, необходимому для отделения жидкости в системе.
