应用化学实验复习两型表面活性剂十二烷基甜菜碱的制备一、实验原理烷基甜菜碱是甜菜碱分子中的一个甲基被长链烷基取代后的产物： OCH 3N +CH 3C H 3O - O CH 3N +CH 3R O -式中R 为C12~C18的长链烷基。

本实验从十二烷基开始，与甲醛和甲酸发生还原氨基化（Leuckart 反应），生成二甲基十二烷基胺，后都在与乙酸进行季胺化反应，生成产物十二烷基甜菜碱。

RCH 2NH 2+HCHO →RCH 2NHCH 2OH →RCH 2N=CH 2+H 2ORCH 2N=CH 2 +HCOOH →RCH 2NHCH 3+CO 2RCH2NHCH 3+HCHO →RCH 2N(CH 3)CH 22N +(CH 3)=CH 2+H 20RCH 2N+(CH 3)=CH 2+HCOOH →RCH 2N(CH 3)2+C02+H +在此过程中尚有shiff 碱的异构化反应，最后水解生成醛，因而会影响产品质量，降低收率。

RCH=NCH 3+H 2O+RCHO+CH 3NH 2以脂肪叔胺为原料可合成不同的表面活性剂。

本实验总反应：n-C12H25N(CH3)2+2CO2+2H20n-C12H25N(CH3)2+ClCH2+NaCl二、实验操作1、十二烷基甜菜胺的制备：向装有电动搅拌和滴液漏斗的三颈瓶中加入9.3g（11.5ml，0.05mol）十二烷基胺和13ml95%的乙醇，在不高于30度的温度下缓慢加入13ml（0.29mol）85%甲酸，开始时有白烟冒出，滴加完毕后升温至40度，并保持在该温度下滴加11ml37%甲醛溶液，滴加完毕后，取下滴液漏斗，换上回流冷凝管，升温至回流温度，至反应没有二氧化碳放出。

冷却，用10%氢氧化钠溶液调节反应混合物至略碱性，注意观察：溶液浑浊--------变清------浑浊，这是实验成功与否的关键用50---60ml氢氧化钠，移入分液漏斗，分层。

2、十二烷基甜菜碱的制备：反应装置和1相同，加入3.8g氯乙酸，在冷却和搅拌下慢慢滴入由1.6gNaOH和23ml水配成的溶液，然后滴入以上制的的二甲基十二烷基胺。

升温至70—80度，搅拌3h，得到浅黄色、粘稠的十二烷基甜菜碱澄清溶液，其中活性物含量为30%，测定其表面张力和气起泡性能。

三、附1、酸碱中和时放热反应，高温促使胺的氧化，如有必要，平外用冷水冷却；2、滴加甲醛过程中释放出二氧化碳气体，要控制滴加速度，避免突然放出大量气体二将物料冲出；3、由于甲酸大大过量，所形成的叔胺成为叔胺甲酸盐，加碱的目的是使叔胺游离出来，氢氧化钠的量以叔胺析出完全为度；4、下一步的反应是在有水的存在下进行的，在此用无水硫酸钠干燥的目的是为了较准确地称量产物一确定操作2中其他反应物的量，使反应基本上在等摩尔比的条件下进行。

四、实验习题1、两性表面活性剂有哪几类？在日用化工方面有哪些用途？答：有：氨基酸型、甜菜碱型、咪唑琳型。

用途：用于高级香波、沐浴液、泡沫浴面2、甜菜碱型与氨基酸型表面活性剂相比在其性质的最大差别是什么？答：甜菜碱型无论在酸中、碱性水溶液中都能溶解；即使在等电点时也无沉淀。

二、餐具洗涤剂的配制洗涤剂有液状、膏状、粉末状和块状等不同剂型的产品，但它们的基本原理相同，均由表面活性剂和助剂配制而成。

用于洗涤剂的表面活性剂主要有烷基（LAS）、烷基磺酸钠（AS）、脂肪醇酸钠（FAS）、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO）、烷基酚聚氧乙烯醚（OP）等等，它们具有良好的润湿离、分散力、乳化力、洗净力等，而且价格低廉。

助剂分为无极助剂和有机助剂。

无极助剂主要有三聚磷酸钠、硫酸钠、水玻璃、过硼酸钠和过碳酸等。

有机助剂主要有CMC、烷醇酰胺、酶、助溶剂乙醇、尿素、甲苯磺酸钠等。

对不同的洗涤剂又有不同的配方比要求，餐具洗涤剂要求对皮肤刺激性小，近乎为中性，脱脂力和起泡力强。

因此，常以AES、AEO-9等为活性物质，而且常常配以烷醇酰胺来稳定泡沫，帮助脱脂。

1、说明个配方中组分的功能是什么？答：烷基苯磺酸钠和AES是表面活性剂具有润湿、分散、乳化的特点。

同时具有脱脂和气泡的作用月桂酰二乙醇胺是有机助剂具有稳定气泡帮助脱油的作用；EDTA钠盐为络合物，可以络合水中的钙离子、镁离子;40%甲醛为防腐剂；香料：增香。

护肤化妆品雪花膏的制备一、实验原理雪花膏是以硬脂酸和碱化合的硬脂酸盐作为乳化剂，加上其他的原料配制而成。

它属于阴离子型乳化剂为基础的油/水性乳化剂体，是一种非油腻性护肤品。

附在皮肤上，水分蒸发后，留下一层硬脂酸，硬脂酸皂和保湿剂所组成的薄膜，于是皮肤与外界干燥空气隔离，节制皮肤表皮水分过量挥发，使皮肤不致干燥、粗糙、开裂，起到保护皮肤作用。

雪花膏中含有的保湿剂可制止皮肤水分过快蒸发，从而调节和保持角质层适当的含水量，使皮肤表皮起到柔软的作用。

二、实验操作在200ml 烧杯内将配方所量的的水，KOH,NaOH 溶液混合，加入到90度，保温杯用。

在一个150ml 的三颈瓶中加入前四种物料，并在水浴上加热至80度备用，在匀速定向搅拌下，将以预热的碱液加入其中，，在此温度下继续不停的搅拌，随着造化的进行，反应混合物的粘度增大。

当粘度不再增大时，用柠檬酸钠调节至中性。

撤走水浴，继续搅拌自然降温。

在60度时加入防腐剂和香料，至55度以后倒出，防止凝固不好倒出，静止即得产品。

三、注意事项1、要用颜色洁白的工业三亚硬脂酸，其碘价在2（mg KOH/g 样品）以下（碘价表示油酸的含量），碘价过高，硬脂酸的凝固点降低，颜色泛黄，会影响雪花膏的色泽和储存过程中引起的酸败。

2、水质对雪花膏有重要影响。

应控制pH 在6.5---7.5之间，总硬度应小于100ppm ，铁离子小于0.3ppm 。

1、配方中各组分的作用是什么？三亚硬脂酸：乳化剂的作用；单硬脂酸甘油酯；活化作用；十六醇：润湿，使膏体稳定；甘油：保湿，柔软，湿润皮肤的作用；氢氧化钠：使膏体强度变硬；氢氧化钾;使膏体变软；香精：防腐剂；精制水。

2 、为什么水质对雪花膏质量影响很大？答; 水质不纯的话 pH 离子等因素都会对产品的性状和稳定性产生影响 不同pH 下 溶解性等许多理化性质都有差异 杂离子则有可能产生反应得到你不想要的东西3、式计算制造每百千克雪花膏用硬脂酸（酸价208mgKOH/g 样品）15千克，硬脂酸中和成皂百分率为20%，配方中需要纯度为85%的KOH 多少千克？酸价：中和1克样品中游离脂肪酸所需KOH 的毫克数。

m KOH =15×103×20％×208=6.24x105mg=6.24x10-1Kgm 85％KOH =1KOH m 6.24x100.73485%kg kg W -== 四、乙酸乙烯酯聚合制白乳胶实验步骤：1． 聚乙烯醇的溶解：在装有搅拌器、温度计和球型冷凝管的150mL 三口烧瓶中加入25mL去离子水和0.25g 乳化剂OP-10，开动搅拌，逐渐加入1.5g 聚乙烯醇。

加热升温，在80-90度保持0.5h 左右，直到聚乙烯醇全部溶解，冷却备用。

2． 将0.15g 过硫酸铵溶于水中，配成5%的溶液3mL 。

3． 聚合：把5g （5.4mL ）蒸馏的醋酸乙烯酯和1.0mL5%过硫酸铵水溶液加至上述三口烧瓶中。

开动搅拌器，水浴加热，保持温度在65-75.当回流基本消失时，用溶液漏斗在1.5-2h 内缓慢地、按比例地滴加17g （18.3mL ）醋酸乙烯酯呵和余量的过硫酸铵水溶液，加料完升温至90-95度，至无回流为止，冷却至50度。

加入1-2mL5%碳酸氢钠水溶液，调整PH至5-6.然后慢慢加入2.5g（2.5mL）领苯二甲酸二丁酯。

搅拌冷却0.5h，既得白色稠厚的乳液。

实验原理;乳液聚合反应受到在水中的溶解度、乳化剂的性质与用量、引发剂的性质与种类、反应介质的PH值、反应温度以及搅拌速度等因素的影响，本实验采用过硫酸盐为引发剂。

为使反应平稳进行，单体和引发剂均需分配加入。

聚合中最常见的乳化剂是聚乙烯醇，实践中还长把两种乳化剂合并使用，乳化效果和稳定性比单独用一种要好。

本实验采用聚乙烯醇和OP-10两种乳化剂。

1、聚乙烯醇在反应中起什么作用？为什么要与乳化剂OP-10混用？答：聚乙烯醇在反应中起乳化作用：两种乳化剂合并使用其乳化效果和稳定性比单独用一种要好。

2为什么大部分的单体和过硫酸铵用逐步低价的方式加入？因为防止加料太快发生爆聚、冲料等事故，要均匀按比例地同时加完。

3、过硫酸铵在反应中起什么作用？其用量过多或过少时反应有什么影响？答：引发剂。

用量过多、反应过快、溶液可能冲击：用量少溶液反应慢。

4、为什么反应结束要用碳酸氢钠调节PH=5—6？答:防止产品水解。

5、为什么在反应过程中体系的酸度会增加？答：单体水解产生酸。

6、测定粘度时若试样中有气泡会有什么影响？阻碍流体顺利流出，使测定时间变长，所测粘度偏大。

五、食品增稠剂、保鲜剂乙酯淀粉的制备1、淀粉改性有何实际意义？答：易于膨胀、糊化、糊液透明、流动性好、凝沉性弱、稳定性高。

经改性后的淀粉具有较低的凝胶温度、溶液较稳定等优点而做食品增稠剂，还可以用于纸面施胶、纺织品精加工等。

2、产品与原淀粉样品之间有何差别？若要进一步降低其胶凝温度，反应条件应如何改变？答：产品相对于原淀粉样品比较具有较低的凝胶温度、溶液较稳定。

若要进一步降低凝胶温度，则要使其取代度（D·S）增加，即每个脱水葡萄糖单位上取代度的平均数增加。

六、无机添加型阻燃剂低水合硼酸锌的制备原理：低水合硼酸锌的商品名为FirebrakeZB。

本品系白色细微粉末，分子式2ZnO·3B2O3·3.5H2O,相对分子量436.64，平均粒径2~10um，相对密度。

它是一种无机添加阻燃剂，热稳定性良好，既能阻燃，又能消烟并能灭电弧等特点。

其中最突出的特点是在350℃高温下，仍能保持其结晶水，这一温度高于多数聚合物的加工温度，这样拓宽ZB的适用范围。

低水合硼酸锌工业生产主要：硼砂—锌盐合成法；氢氧化锌—合成法；氧化锌—硼酸法。

氧化锌—硼酸合成法和另两种方法相比，具有巩义简单、易操作、产品纯度高等优点，母液可循环使用，无三废污染等。

实验室制备地税和硼酸锌一般用这种方法，其化学反应为;2ZnO+6H3BO·3B2O3·3.5H20+1.5H2O七、固体酒精的制备1、说明固体酒精配方中个成分的作用?答：酒精，本实验的主要燃料；硬脂酸与NaOH反应生成硬脂酸钠，均匀地分散在液体酒精中，冷却后形成凝胶体系；硝酸铜可使固体酒精颜色显示为绿色。

2、如何理解“酒精溶液的紫红色退去缓慢”？酚酞作为指示剂，遇碱变红，加入NaOH与酒精的混液，与脂肪酸反应至溶液呈中性，及酒精溶液的紫红色褪去缓慢。