膠體和表面化學(xué)乳狀液和泡沫市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

1、第8章 乳狀液與泡沫10/10/1第1頁(yè)8.1乳狀液物理性質(zhì)8.2乳狀液穩(wěn)定原因8.3破乳8.4泡沫 10/10/2第2頁(yè)一、乳狀液 定義：由兩種不互溶或部分互溶液體所形成粗分 散系統(tǒng)，稱為乳狀液。 例：牛奶、煉油廠廢水、乳化農(nóng)藥。若一為水，可用“W”表示；另一相為有機(jī)物，如苯、煤油，習(xí)慣上稱之為“油”，可用“O”表示。 乳狀液 可分為兩大類型水包油，O/W，油分散在水中油包水，W/O，水分散在油中8.1乳狀液物理性質(zhì)10/10/3第3頁(yè)乳狀液分散相被稱為內(nèi)相，分散介質(zhì)被稱為外相。若某相體積分?jǐn)?shù)大于74%，它只能是乳狀液外相。乳化劑種類表面活性物質(zhì)一些固體粉末OW乳化劑 乳狀液要得到比較穩(wěn)定乳

2、狀液，必須加入乳化劑。 乳化劑能使乳狀液比較穩(wěn)定存在作用乳化作用10/10/4第4頁(yè)乳狀液類型判別 (1)染色法：將油溶性染料滴入乳狀液，振蕩 后在顯微鏡下觀察，判別乳狀液是O/W型，還是W/O型方法主要有：若內(nèi)相被染色，則為O/W型；若外相染色，則為W/O型。 (也可用水溶性染料做試 驗(yàn))。10/10/5第5頁(yè)(3)導(dǎo)電法：因?yàn)樗畬?dǎo)電性強(qiáng)于油，O/W型乳狀液導(dǎo)電性能 遠(yuǎn)好于W/O型乳狀液， 經(jīng)過測(cè)電導(dǎo)可區(qū)分二者。（但若 乳狀液中有離子型乳化劑，也有很好導(dǎo)電性。）(2)稀釋法：取少許乳狀液滴入水中或油中，若乳狀液在水中能稀釋，即為O/W型；在油中能稀釋，即為W/O型。10/10/6第6頁(yè) 1、

3、液滴大小和外觀二、乳狀液物理性質(zhì)10/10/7第7頁(yè) 2、光學(xué)性質(zhì)（1）當(dāng)液滴直徑光波長(zhǎng)時(shí)，反射（2）當(dāng)液滴直徑光波長(zhǎng)時(shí)，透過（3）當(dāng)液滴直徑略小于光波長(zhǎng)時(shí)，反射（4）液滴透明時(shí)折射二、乳狀液物理性質(zhì)10/10/8第8頁(yè) 3、粘度外相粘度起主導(dǎo)作用4、電性質(zhì)取決于外相二、乳狀液物理性質(zhì)10/10/9第9頁(yè) 添加少許添加劑就能使乳狀液比較穩(wěn)定存在，解釋這種現(xiàn)象理論就是乳狀液穩(wěn)定理論，它大致有以下幾個(gè)方面：8.2乳狀液穩(wěn)定原因10/10/10第10頁(yè) 乳狀液系統(tǒng)相界面面積比組成它純液體要大得多，是不穩(wěn)定分散系統(tǒng)。加入少許表面活性劑，表面活性劑在兩相界面產(chǎn)生正吸附，顯著降低界面張力，使表面吉布斯函數(shù)

4、降低，穩(wěn)定性增加。 表面活性劑HLB值可決定形成乳狀液類型： HLB 26: 形成W/O型乳狀液； HLB 1218:形成O/W型乳狀液。IIIIII1)降低界面張力10/10/11第11頁(yè)附: 乳化劑選擇可依據(jù)HLB值選擇乳化劑： HLB，親油性， 8 親水。HLB值能夠從手冊(cè)查出，也能夠估算10/10/12第12頁(yè) 離子型表面活性劑在水中電離，若正離子在水中溶解度大于負(fù)離子，則水帶正電，油帶負(fù)電。帶電一端指向水，正離子在在水中呈擴(kuò)散狀分布，形成擴(kuò)散雙電層。它有較大熱力學(xué)電勢(shì)及較厚雙電層，使乳狀液處于較穩(wěn)定狀態(tài)。2）形成擴(kuò)散雙電層10/10/13第13頁(yè) 慣 離子型：表面活性劑 非離子型：聚

5、乙二醇類：聚氧乙烯醚、 聚氧乙烯酯陰離子型：如肥皂 ，RCOONa陽(yáng)離子型:胺鹽兩性型：氨基酸型R+R+ R+ 復(fù)習(xí)：10/10/14第14頁(yè) 乳化過程也是分散相液滴表面界面膜成膜過程，界面膜強(qiáng)度、韌性和厚度，對(duì)乳狀液穩(wěn)定性起主要作用。 配制特定組成乳化劑，以形成較牢靠界面膜，可增加乳狀液穩(wěn)定性。例水溶性十六烷基磺酸鈉+油溶性乳化劑異辛甾烯醇，可形成帶負(fù)電荷穩(wěn)定O/W乳狀液。3）界面膜穩(wěn)定作用10/10/15第15頁(yè) 分布在乳狀液界面層固體微粒,也能起到穩(wěn)定劑作用。光滑球形粒子，若不考慮重力，在油-水界面上分布情況，油依據(jù)Young方程有： os ws = ow cos固 so ow水 sw

6、為油水界面與水固界面夾角。cos =（ os ws ）/ ow 4）固體粉末穩(wěn)定作用10/10/16第16頁(yè)固 so ow水 swa. os ws， 900 水能潤(rùn)濕固體， 大部分粒子浸入水中；有以下三種情況：固 os ow水 ws油b. os 900 油能潤(rùn)濕固體， 大部分固體粒子在油中。10/10/17第17頁(yè) ow ws固 os水油c. os = ws， = 900 ， 粒子在油水之間。10/10/18第18頁(yè) 所以，輕易被水潤(rùn)濕固體，如粘土、Al2O3，可形成O/W乳狀液。油水 若要使固體微粒在分散相周圍排列成緊密固體膜，固體粒子大部分應(yīng)該在分散介質(zhì)中。10/10/19第19頁(yè) 輕易被

7、油潤(rùn)濕炭黑、石墨粉等，可作為W/O型乳狀液穩(wěn)定劑。水油10/10/20第20頁(yè)定義：使乳狀液破壞過程稱為破乳或去乳化。其過程分為兩步： 第一，分散相小液滴絮凝成團(tuán)； 第二，凝聚，即分散相結(jié)合成更大液滴，在重力場(chǎng) 下自動(dòng)分層。 乳狀液穩(wěn)定存在主要原因是乳化劑存在，所以，要破乳就要消除或減弱乳化劑保護(hù)能力。8.3破乳10/10/21第21頁(yè)慣用方法為：1)用不能形成牢靠膜表面活性物質(zhì)代替原來(lái)乳化劑。 比如，異戊醇，表面活性強(qiáng)而碳?xì)滏湺?，不能形成?固界面膜。2）加入能與乳化劑發(fā)生反應(yīng)物質(zhì)，將它變成無(wú)乳化 作用物質(zhì)。比如，油酸鈉可使乳狀液穩(wěn)定，加無(wú)機(jī)酸，可使油酸鈉變?yōu)椴缓腥榛饔糜退?，而到達(dá)破乳

8、目標(biāo)。3）加入類型相反乳化劑，如向O/W型乳狀液，加入W/O型乳化劑10/10/22第22頁(yè)5）物理方法：離心分離，電泳破乳，超聲波破乳4）加熱。溫度升高，可降低乳化劑在油-水界面吸 附量，減弱保護(hù)膜對(duì)乳狀液保護(hù)作用，降低介質(zhì)粘度。10/10/23第23頁(yè) 在含有表面活性劑溶液中，吹入空氣，則形成許多小氣泡。若氣泡彼此之間距離較遠(yuǎn)，相互之間影響可忽略不計(jì)。則因?yàn)楦郊訅毫ψ饔?，小氣泡為圓球形。 但若許多小氣泡堆積在一起時(shí)，因?yàn)橹亓?chǎng)作用，將有一部分液體從氣泡之間流出，使氣泡之間隔膜各處厚薄不一，若仍不破裂則成為泡沫。 因?yàn)楦郊訅毫τ绊?，泡沫中小氣泡形狀普通不能保持球形，而變成大小不等、形狀各異?/p>

9、泡，其線度普通 100 nm ，用肉眼即可觀察到。8.4泡沫10/10/24第24頁(yè) 若分散介質(zhì)為熔融體，因?yàn)樗泻芨哒扯?，使其中分散小氣泡既不輕易破裂，又難于相互靠近。降溫后凝固得到固體泡膜，如浮石、泡沫玻璃、泡沫塑料等等。 若分散介質(zhì)為液體，則稱為液體泡沫。若要得到比較穩(wěn)定液體泡沫，必須加入起泡劑。起泡劑實(shí)際上也是表面活性劑，它們?cè)跉庖航缑嫔习l(fā)生正吸附（表面過剩為正），形成定向排列吸附膜。這么不但降低了氣液吸附膜界面張力，而且增加了界面膜機(jī)械強(qiáng)度，使泡沫能比較穩(wěn)定存在。10/10/25第25頁(yè) 因?yàn)橐后w泡沫含有較大氣液界面，液體輕易蒸發(fā)，或是因?yàn)檎駝?dòng)，液體泡沫都會(huì)破裂。所以它存在時(shí)間比較短。吸附膜 一些不輕易被水潤(rùn)濕固體粉末對(duì)泡沫也能起到穩(wěn)定作用。如在水中加一些粉末狀煙煤，經(jīng)強(qiáng)烈振蕩，可形成三相泡沫。煤末排列在氣泡周圍，類似于形成牢靠固體膜，使泡沫變得更穩(wěn)定。 10/10/26第26頁(yè) 利用泡沫技術(shù)能夠?qū)ΦV物作浮選。先將礦石粉碎成 105 nm以下顆粒，加入足夠水、適量浮選劑及少許起泡劑，再?gòu)?qiáng)烈鼓入空氣，即形成大量氣泡。這時(shí)憎水性強(qiáng)有用礦物附在氣泡上，并隨之上浮到液面，而被水潤(rùn)濕長(zhǎng)石、石英等廢石則沉于水底，如左圖所表示。 加入適量浮選劑能增加礦物憎水性，使水對(duì)礦物接觸角到達(dá) 50 70 以上，就能到