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线名姓题答号学要
线
名姓
题
答
号学
要
课程名称:表面活性剂合成及应用命题教师:谢云涛、吕永军
适用班级:工艺09级、应化09级
考试(考查) 考查 20** 年 10 月28 日 共4 页
题号
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
总分 评阅(统分)教师
得分
注意事项:
1、满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。
2、考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方,否则视为废卷。
3、考生必须在签到单上签到,若出现遗漏,后果自负。
4、如有答题纸,答案请全部写在答题纸上,否则不给分;考完请将试卷和答题卷分别一同交回,否则不给分。
试 题
班
封
不
内
一、名词解释(共50分)
得分 评阅教师
1、表面活性剂(5分)
表面活性剂是指这样一类物质,在加入很少量时会显著降低溶液的表面张力,改变体系的表面状态,从而产生润湿、乳化、起泡、增溶等一系列作用。表面活性剂的分子结构是由亲水基团和疏水基团两部分组成。
2、临界胶束浓度(5分)
级
线
表面活性剂溶液中,表面活性剂分子倾向于聚集在溶液表面,定向排列成紧密单
分子吸附层。随着表面活性剂在水中随着浓度增大,多余的分子在体相内部以憎
封
水基互相靠拢,聚集形成胶束。表面活性剂溶液中,开始形成胶束的最低浓度称
为临界胶束浓度。临界胶束浓度越小,表面活性剂的活性越高。
业
专
密
第1页
3、增溶作用及增溶方式(10分)
由于表面活性剂胶束的存在,使得在溶剂中难溶乃至不溶的物质溶解度显著增加
的作用。
增溶作用的方式主要有四种:
密
(1)非极性分子在胶束内核的增溶,主要有饱和脂肪烃、环烷烃及苯等不易极化
额化合物。
(2)极性分子增溶于表活剂分子间,主要有长链的脂肪醇、胺、脂肪酸等两性分
子。
系
吸附于胶束表面增溶,主要包括一些高分子物质、甘油和蔗糖等。
聚氧乙烯链间的增溶,包括苯、乙苯、苯酚等短链易极化的芳香烃化合物。
4、Krafft点与浊点(10分)
对于离子型和部分非离子型表面活性剂,溶解度随温度升高而增加,当达到某一
温度时,溶解度急剧升高,溶液由浑浊变澄清,该温度称为Krafft点。
对于非离子型表面活性剂主要是聚氧乙烯型来讲,升高温度会破坏其亲水端聚氧
乙烯链中氧原子同水分子间的氢键结合作用,使其亲水性减弱,溶解度下降,甚
线
线
名姓
题
答
号学
要
封不
班
内
级
线
封
业专
密
密
系
至析出固体。加热时可以观察到溶液由澄清变混浊。发生混浊的最低温度称为浊点
5、泡沫及稳定性因素(10分)
泡沫是气体分散在液体中的分散体系。气体是分散相,液体是分散介质。气体与液体的密度相差很大,故液体中的气泡总是升至液面,形成以少量液体构成的液膜隔开的气泡聚集物,即泡沫。
表面张力:低表面张力有利于泡沫的形成。
界面膜的性质:液膜的黏性越强,弹性越好,泡沫越稳定。
表面电荷:静电斥力作用,可以提高泡沫稳定性。
表面张力的修复作用。
泡内气体的扩散:气泡内压力高会导致泡沫的劈裂。
6、等电点(10分)
等电点:又称等电区或等电带,在静电场中,由于电荷作用,阴离子形式存在的两性表面活性剂离子将向阳极移动,以阳离子形式存在的离子将向阴极移动。在一个狭窄的PH值范围内,两性表面活性剂以内盐的形式存在,此时将该表面活性剂的溶液放在静电场中时,溶液中的双离子将不向任何方向移动,即分子内的静电荷为零。此时溶液的PH值被称为该表面活性剂的等电点。
第2页
二、简答题(共30分)
1、表面活性剂降低表面张力的根本原因?(10分)
表面活性剂通常由两部分组成:一部分是疏水基团;另一部分是亲水基团。在水介质中,疏水基团使得表面活性分子总是倾向于从水中逃离,在水溶液的界面发生定向排列,形成紧密的单分子吸附层。疏水基朝向空气,亲水基插入水中,因为非极性物质具有较低的表面自由能,它覆盖在具有较高表面自由能的水分子表面,因此溶液的表面张力显著降低。
2、影响临界胶束浓度的因素有哪些?(10分)
影响临界胶束浓度的因素包括内因和外因两个方面:一、内因
表面活性剂分子结构:疏水基相同,离子型的表活剂cmc高于非离子型两个数量级。
碳氢链的长度:疏水碳氢链越长,表面活性越大,cmc值越小
碳氢链的分支:支化度越高,cmc越高。
极性基团的位置:碳氢链相同时,极性基越靠近中间位置的,cmc越大。
碳氢链中其他取代基:碳氢链中有双键时,其cmc较饱和化合物高。在疏水基中引入极性基(如-O-、-OH等),亦使cmc增大。
疏水链的性质:含碳氟链的表面活性剂,其cmc要比同碳原子数的碳氢链表面活性剂低得多。
二、外因
除表面活性剂的化学结构外,添加剂(
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