例如在25℃时，在 0.008mol·dm-3 的十二烷基硫酸钠水溶液中，水的 表面张力从 0.072N·m-1 降到0.039N·m-1。
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表面活性剂的基本性质
表面活性剂分子结 构的特点是具有不 对称性，即由一亲 水基和另一憎水基 （或称亲油基）组 成。例如棕榈酸钠 （C15H31COONa） 的结构可分为如图 12-31所示的亲水基 和憎水基部分：
4）生物表面活性剂
是由生物体系新陈代谢产生的两亲化合物，其亲水基主要 有磷酸根、多羟基基团，憎水基由脂肪烃链构成。其应用 前景广阔。 5)Gemini型 两头基间连接一亚甲基。
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吉布斯吸附等温式
• 由于表面吸附，造成 在溶液与气相的交界 处存在着一个浓度和 性质与两体相不同的 表面薄层，它的组成 和性质是不均匀的。 此表面层也可理解为 是两体相的过渡区域。 如图（a）所示。
吉布斯吸附等温式
根据公式
由于表面相 SS 无体积但有表面，因此
在恒定所有强度量的条件下积分上式得：
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吉布斯吸附等温式
上式微分后相减，可得：
在恒温条件下，上式可写成： 或
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吉布斯吸附等温式
若定义"表面过剩" Γi ： 其涵义为单位表面上吸附的 i 物质的量。以此定义代入式
第六章 表面活性剂
表面活性 溶液至少由两种分子组成。由于溶 质分子与溶剂分子之间的作用力与 纯液体不同，因此，溶液的表面张 力除与温度、压力、溶剂的性质有 关外，还与溶质的性质和浓度有关。 实验表明，水溶液表面张力随浓度 变化规律大致有如右图所示的三种 类型。图中 γ0为纯水在测定温度下 的表面张力
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溶液的表面张力与表面活性
类型1：溶液表面张力随溶液浓度增加而线性增大。多数无
机盐。（如 NaCl，NH4Cl）、酸、碱及蔗糖、甘露醇等 多羟基有机物的水溶液属于这一类型。这类物质常称为
“非表面活性物质”。其特点是dd c 0
类型2：溶液表面张力随溶液浓度增加而逐渐降低。这种类
型的例子包括大多数低分子量的极性有机物。如醇、醛、
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吉布斯吸附等温式
吉布斯从另一角度定义了 表面相，他将表面相理想 化为一无厚度的几何平面 SS,如图（b）所示，即将 表面层与本体相的差别， 都归结于发生在此平面内 。
根据这个假设，吉布斯应用。热力学方法导出了 等温条件下溶液表面张力随组成变化关系，称 为"吉布斯吸附等温式"
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酸、酯、胺及其衍生物。由于水溶性有机化含物一般含有
一个极性基（如 OH 基或 COOH 基）和一个非极性碳氢
基团。这类分子倾向于聚集在表面层，它们的取向是把极
性部分指向体相溶液中的极性水分子，非极性部分朝向气
相。这种类型的数学特征是
d
dc
0,
d 2
dc2
0
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溶液的表面张力与表面活性
十二烷基硫酸钠是硫酸酯盐的典型代表。它具有良好的 乳化和起泡性能。 磺酸盐类表面活性剂主要有：烷基苯磺酸盐、烷基磺酸 盐、烷基萘磺酸盐。
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常用表面活性剂类型
阳离子表面活性剂
R-NH2·HCl 伯胺盐
CH3 | R-N-HCl
仲胺盐
|
H
CH3 | R-N-HCl
叔胺盐
|
CH3 CH3 |
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6.1表面活性剂分类
表面活性剂的种类繁多，但其性质之差异主要取决于 亲水和亲油基团的性质特别是亲水基团的性质。因此通常 采用按化学结构的分类方法将其分为离子型和非离子型两 大类，离子型中又可分为阳离子型、阴离子型和两性型表 面活性剂。显然阳离子型和阴离子型的表面活性剂不能混 用，否则可能会发生沉淀而失去活性作用。
类型3：这种类型的特点是；当浓度增加时，γ迅速下降 并很快达最低点，此后溶液表面张力随浓度变化很小。 达到最低点时的浓度一般在1%以下。在水中加入高直 碳链的有机酸以及烷基磺酸盐（RCOO-Na+和R-SO3Na+）等属这种类型。
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溶液的表面张力与表面活性
溶质使溶剂表面张力降低的性质称为表面活性，具有表面 活性的溶质称为表面活性物质（如类型2和类型3）。由 于类型3表面活性物质具有在低浓度范围内显著降低表 面张力的特点，这类物质也称为表面活性剂。
烷基酚聚氧乙烯醚
R2N-(C2H4O)nH
聚氧乙烯烷基胺
R-CONH(C2H4O)nH
聚氧乙烯烷基酰胺
R-COOCH2(CHOH)3H
多元醇型
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一些特殊类型的表面活性剂
1）氟表面活性剂 是指表面活性剂碳氢链中的氢原子被氟原子所取代。其特 点是： 当憎水基的碳数相同，亲水基的分子相同时，其憎水憎 油性均比碳氢链强； 表面活性很高，不但会显著降低水的表面张力，也能降 低其他有机溶剂的表面张力； 化学性质极其稳定，耐强酸、强碱、高温，与强氧化剂 不起作用。可作镀铬槽中的铬酸雾防逸剂，作油类火灾 的灭火剂，作防水、防油的纺织品、纸张及皮革的表面 涂敷剂。如 C F 3 C F 2 6 C O O K , C F 3 C F 2 8 C F 2 S O 3 N a
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一些特殊类型的表面活性剂
2）硅表面活性剂
其特点是憎水性突出、表面活性高，可作拒水处理剂和消 泡剂。如硅油、硅树脂（玻璃胶的主要成分）。
3）高分子表面活性剂
属天然高分子物质，可用于食品工业、水处理、制药等。 可分为离子型（如海藻酸钠、壳聚糖（阳离子型）、甲基 纤维素（非离子型）、水溶性蛋白质（如蛋清）。
R-N+-CH3Cl- 季胺盐
|
CH3
2021/2/2HCH2-CH2COOH 氨基酸 型
CH3 |
R-N+-CH2COO| CH3
甜菜碱型
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常用表面活性剂类型
非离子表面活性剂
R-O-(CH2CH2O)nH
脂肪醇聚氧乙烯醚
R-(C6H4)-O(C2H4O)nH
表面活性剂
1.离子型 2.非离子型
阳离子型 阴离子型 两性型
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常用表面活性剂类型
RCOONa 羧酸盐
阴离子表面活性剂
R-OSO3Na 硫酸酯盐 R-SO3Na 磺酸盐 R-OPO3Na2 磷酸酯盐
如肥皂一般是含碳14～18个的羧酸盐，这类表面活性剂
一般不适用于硬水、酸性溶液和海水。