文档介绍：第七节表面活性剂的其他重要作用与应用
东北石油大学石油工程学院
一、增溶作用
①定义
加溶作用也叫增溶作用。表面活性剂能够使难溶或微溶于水的有机物在水中溶解度显著增加的作用。能够产生增溶作用的表面活性剂叫增溶剂;被增溶的有机物叫被加溶物。
如苯在水中溶解度很小(),加入“油酸钠”表面活性剂后,苯在水中的溶解度大大增加(9g)。
一、增溶作用
“增溶作用”与普通的“溶解”概念是不同的,增溶的苯不是以单个分子均匀分散在水中,而是“成团地”分散在油酸根分子形成的胶束中。
“增溶作用”与“乳化作用”不同。乳化时,苯是以小液滴的形式分散在水中。显然,乳状液体系有较大的界面,是热力学不稳定体系。最终苯和水是要分层的。而增溶作用是一个可逆平衡过程,热力学稳定。
一、增溶作用
②特点
只有在表面活性剂浓度达到某一值后,加溶作用才明显;
加溶作用不同于水溶助长作用;
加溶作用不同于乳化作用,加溶作用存在两相,溶液是透明的,是热力学稳定体系;
加溶作用不同于一般溶解,加溶后对溶液的依数性影响较小;
加溶作用是自发过程,被加溶的化学势降低,体系更加稳定;
加溶作用处于平衡状态,可以用不同方式表达。
一、增溶作用
(二)增溶作用方式
根据“相似相溶”原理可以说明被增溶物在胶束中的溶解。根据X射线等研究结果,活性剂的增溶作用有以下几种方式:
(a)溶于胶束内部-非极性的烃类;
(b)穿插排列而溶解,极性长链的醇、***-与胶束中表活剂分子
(c)吸附于胶束表面-在油、水中都不易溶的物质;
(d)极性有机物(甲苯酚)包在非离子表活剂胶束的“外壳”
中,即溶于亲水链中。
(e)层状胶束:被增溶物钻入亲油基的层状夹缝里,已被X射线
实验证实
一、增溶作用
一、增溶作用
(三)影响增溶作用的因素
表面活性剂的结构
被增溶物的结构
电解质、温度
影响增溶作用的因素
影响增溶作用的因素
★表面活性剂的结构
1)同系钾皂中,碳氢链越长,对***黄染料的增溶能力越强;
2)对于烃类,二价金属烷基硫酸盐较之相应的钠盐有较大的增溶能力,因为前者具有较大的胶束聚集数和体积;但直链的活性剂较相同碳链的支链活性剂的增溶能力大,因后者的有效链长较短。
3)聚乙二醇醚类非离子活性剂在一定温度下对脂肪烃类的增溶作用:当亲油基长度增加或亲水基长度减小时,增溶能力增加。
4)当活性剂具有相同长度的亲油基链长时,不同类型的活性剂增溶烃类和极性化合物的顺序为:
非离子型>阳离子型>阴离子型
影响增溶作用的因素
★被增溶物的结构
极性化合物比非极性化合物易于增溶;芳香族化合物比脂肪族易于增溶;有支链的化合物比直链化合物易于增溶。
★电解质
往离子型活性剂中加入无机盐,能降低CMC,有利于加大表面活性剂的增溶能力;
往非离子型活性剂中加入中性电解质,能增加烃类的增溶量,这是因为加入电解质后,胶束的聚集数增加。
影响增溶作用的因素
★温度
温度升高能增加极性和非极性物质在离子型活性剂中的增溶量,这是由于温度升高后热扰动增强,从而增大了胶束中提供增溶的空间;
对于非离子型活性剂,升温的影响与被增溶物的结构有关:
1)被增溶物为非极性,增溶量随温度升高而增大;因为胶束聚集数剧增,必然使增溶量增大。
2)对极性物质来说随温度升高,被增溶物的量常常出现一最大值。