表面活性剂与泡沫

表面活性剂与泡沫http:/ 网上内容为 什 么 倒 啤 酒 时 会 有 许 多 泡 沫 ? 可 乐 的 泡 沫 会 很 快 消 失 ,而 啤 酒 泡 沫 能够 持 续 很 长 一 段 时 间 ? 答 :因 为 啤 酒 中 有 很 多 二 氧 化 碳 。 倒 啤 酒 时 ,二 氧 化 碳 会 冲 出 来 。 液 体 形 成 泡 沫 时 ， 其 表 面 积 增 大 。 通 常 表 面 张 力 小 的 更 易 起 泡 ， 但 泡 的 稳 定 性 与 液体 的 表 面 大 小 无 关 。 形 成 的 气 泡 ， 由 于 重 力 的 作 用 ， 气 光 液 膜 中 的 液 体 自 动 地 向 下流 动 ， 在 液 膜 排 液 过 程 中 流 下 的 流 体 分 子 较 底 部 的 液 体 分 子 有 较 大 的 自 由 能 ， 所 以气 泡 不 断 地 排 液 使 膜 壁 变 薄 而 破 裂 ， 从 而 导 致 泡 沫 消 失 。 当 液 体 膜 表 面 上 吸 附 有 表面 流 行 性 剂 分 子 时 ， 由 于 表 面 活 性 剂 分 子 膜 阻 碍 液 体 流 动 ， 从 而 使 泡 沫 稳 定 。 此 外 ，附 在 泡 沫 膜 上 的 表 面 活 性 剂 分 子 对 液 膜 起 着 表 面 “ 修 复 ” 的 作 用 ， 使 泡 沫 具 有 良 好的 稳 定 性 。 阴 离 子 表 面 活 性 剂 对 泡 沫 的 稳 定 性 远 大 于 非 离 子 表 面 活 性 剂 。 所 以 ， 起泡 物 主 要 为 液 中 的 阴 离 子 表 面 活 性 剂 。 由 于 啤 酒 多 用 天 然 水 ， 水 中 的 离 子 含 量 多 ， 啤 酒 液 的 表 面 张 力 小 ， 起泡 力 大 ， 起 泡 后 不 易 消 失 。 可 乐 多 用 纯 水 ， 水 中 的 离 子 含 量 少 ， 可 乐 液 的 表 面 张 力 大 ， 起 泡 力 小 ， 起 泡 后 易 消 失 。 http:/ 主要内容一 、 相 界 面 特 性二 、 泡 沫 特 性三 、 表 面 活 性 剂四 、 表 面 活 性 剂 与 泡 沫 http:/ 第 一 部 分 相 界 面 特 性1、 胶 体 化 学 的 发 展2、 相 界 面 的 一 些 特 性3、 分 散 体 系 http:/ 1、 胶 体 化 学 的 发 展胶 体 化 学 -研 究 几 何 尺 寸 处 于 纳 米 级 的 分 子 聚 集 体 （ 软 物 质 ） 的一 系 列 物 理 化 学 性 质 的 一 门 科 学 。 古 代 ： 制 造 陶 器 、 汉 朝 利 用 纤 维 造 纸 、 后 汉 发 明 墨 水 、 豆 腐 制 作等 等 古 埃 及 ： 利 用 木 材 浸 水 膨 胀 来 破 裂 山 岩 1806年 拉 普 拉 斯 （ Laplace） 导 出 了 弯 曲 液 面 附 加 压 力 的 Laplace公式 1861年 英 国 科 学 家 Thomas G raham提 出 胶 体 化 学 这 门 学 科 。 1878年 Gibbs提 出 吉 布 斯 吸 附 模 型 和 吸 附 公 式 1907年 第 一 本 胶 体 化 学 专 门 刊 物 胶 体 化 学 和 工 业 杂 志 创 刊 1932年 美 国 科 学 家 Langmuir在 界 面 科 学 领 域 获 诺 贝 尔 奖 2007年 又 一 次 诺 贝 尔 化 学 奖 得 主 ： 德 国 “ 表 面 化 学 ” 科 学 家 格 哈德 埃 特 尔 是 一 门 古 老 而 又 年 轻 的 学 科表 面 活 性 剂 聚 集 体 （ 胶 体 、 乳 液 、 微 乳 液 、 囊 泡 、 液 晶 、 泡 沫 等 ） 是 胶 体化 学 的 基 础 及 主 要 内 容 http:/ 21世 纪 为 胶 体 化 学 与 表 面 活 性 剂 提 供 了 最 优 异 的 发 展 机 遇 纳 米空 间物 理 学化 学生 物 学材 料 科 学 天 体光 子 、 电 子 、 核原 子 、 分 子 、 超 分 子 、 软 物 质个 体 、 器 官 、 组 织 、 细 胞普 通 材 料 纳 米 元 器 件 （ 冰 箱 、 洗 衣 机 ）http:/ 表 面 活 性 剂 聚 集 体 纳 米 尺 寸 liquid crystal vesiclesaggregated at g/l interface AirWater wormlike micelle multiemulsion micelle of W/Omicelle of O/Wstructure ofsurfactants http:/ 发 展 趋 势胶 体 化 学 与 表 面 活 性 剂 紧 密 联 系 在 一 起进 入 了 人 类 社 会 的 所 有 生 产 和 生 活 领 域上 帝 创 造 物 质 ， 魔 鬼 制 造 了 表 面 ！ ！ ！ http:/ 需 要 解 决 的 问 题 ：相 容 性协 同 效 应有 效 期（ 需 要 物 理 、 化 学 、生 物 理 论 的 综 合 应用 ） 复 合 功 能饮 料 亚 麻 酸共 轭 亚 油 酸 胡 萝 卜 素 维 生 素表面活性剂微 量 元 素 活 性 钙纳 米 态 液 体功 能 食 品胶 体 在 功 能 食 品 食 品 中 的 应 用 例http:/ 两 个 性 质 不 同 的 相 的接 触 面 称 为 界 面 。 物 质 有三 态 ， 不 同 的 组 合 计 有 6种 界 面 如 g/l, l/l, g/s, s/s, l/g 等 。 界 面 是 体 系 不 均 匀 性的 结 果 。 一 般 指 两 相 接 触的 约 几 个 分 子 厚 度 的 过 渡区 。（ 1） 基 本 概 念2、 相 界 面 的 一 些 特 性1） 表 面 和 界 面 (surface and interface) http:/ 2） 比 表 面 （ specific surface area）单 位 质 量 （ 或 单 位 体 积 ） 的 固 体 （ 或 液 体 ） 所 具 有 的 表 面 积 。是 描 述 物 质 分 散 程 度 的 物 理 量 。/ /m VA A m A A V 或将 边 长 为 1mm的 立 方 体 分 割 成 1nm的 小 立 方 体 时 ， 比 表 面 要 增 长 了一 千 万 倍 ！可 见 达 到 nm级 的 超 细 微 粒 具 有 巨 大 的 比 表 面 积 ， 因 而 具 有 许 多 独 特的 表 面 效 应 ， 成 为 新 材 料 和 多 相 催 化 方 面 的 研 究 热 点 。 http:/ 3） 表 面 功 、 表 面 自 由 能 与 表 面 张 力 B, ,( )p T nGA AGG bs 界 面 现 象 的 本 质 受 力 不 均 衡 (f1离 子 键 极 性 共 价 键 非 极 性 共 价 键表 面 张 力 的 本 质 ： 分 子 间 力 http:/ （ 2） 、 弯 曲 液 体 表 面 的 一 些 性 质平液面剖面图液面正面图 向 下 的 大 气 压 力 为 Po，向 上 的 反 作 用 力 也 为 Po 附 加 压 力 Ps： P s = Po - Po =01） 附 加 压 力 http:/ 凸 液 面剖面图 附加压力示意图产 生 一 个 指 向 液 体 内 部的 附 加 压 力 Ps。 凸 面 上受 的 总 压 力 为 ： Po+ Ps 凹液面会产生一个指向气体的附加压力。凹面 上 向 下 的 总 压 力 为 ： Po-Ps. 所 以 凹 面 上 所 受 的 压 力 比 平 面 上 小 。剖面图附加压力示意图 http:/ 2） Laplace公式s 2RP 球形液面凸面的曲率半径取正值凹面的曲率半径取负值。（附加压力总是指向球面的球心）)11( 21s RRP http:/ 影 响 附 加 压 力 的 因 素 ： s 2RP 液 滴 半 径表 面 张 力 (分 子 的 结 构 、 溶 液 的 组 成 、 温 度 、 压 力 等 ） http:/ 3、 分 散 体 系分 散 系 统 ： 一 种 或 几 种 物 质 分 散 在 另 一 种 物 质 之 中 , 所 构 成 的 系 统 ；分 散 相 ： 被 分 散 的 物 质 ；分 散 介 质 ： 另 一 种 连 续 分 布 的 物 质 ；粗 分 散 系 统 ( d 103 nm) 真 溶 液 (d 1nm) 对 照 ： 氢 原 子 半 径 0.05 nm胶 体 系 统 （ 1 nm d 10 3 nm)分散系统 http:/ 乳 液气 泡 （ 泡 沫 ） 囊 泡 （ 脂 质 体 ）粗 分 散 系 统 ，（ 热 力 学 不 稳定 体 系 ） 液 晶 稀 泡 沫 （ 泡 沫 乳 液 ） 泡 沫 与 小 球 状 均 匀 分 散 在高 粘 度 液 体 中 （ 厚 皮 泡 沫 ，湿 泡 沫 ）浓 泡 沫 气 泡 上 升 到 液面 形 成 的 气 泡 聚 集 体 。 http:/