精细化工概论考试重点

第二章1、表面活性物质和表面活性剂有什么异同点？答：把能使溶剂的表面张力降低的性质称为表面活性，具有表面活性的物质称为表面活性物质。把加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质，称为表面活性剂。表面活性剂在加入很少量时即能显著降低其表面张力，改变体系界面状态。举例：肥皂、油酸钠、洗涤剂等物质的水溶液，在溶液浓度很低时，表面张力随溶液浓度的增加而急剧下降，降到一定程度后便缓慢或不再下降；乙醇、丁醇等低碳醇和醋酸等物质，表面张力随溶液浓度的增加而下降。这两类都是表面活性物质。2，表面活性剂的结构特点答；表面活性剂一般都是直线形分子，其分子同时含有亲水（增油）性的极性基团和亲油（憎水）性的非极性疏水基团，因而是表面活性剂既具有亲水性又具有增油性的双亲结构，所以，表面活性剂也称为双亲化合物。3.表面活性剂的分类（按亲水基的性质）：①阴离子表面活性剂（亲水基团为带负电的原子团）：羧酸盐型（R-COONa）磺酸盐型（R-SO2Na）硫酸酯型（R-O-SO3Na）磷酸酯型（R-OPO2Na2）②阳离子表面活性剂（亲水基团为带正电的原子团）：含氮类和非含氮类（季磷盐，季锍盐和季碘盐）③非离子表面活性剂（溶于水后不解离成离子）：按亲水结构分，醚型（氧乙烯基-[OCH2CH2]n-）酯型（多元醇的脂肪醇H2C(OH)-H2C(OH)-H2COOR）醚酯型（多元醇脂肪酯的聚氧乙烯醚R-COOR‘-[OCH2CH2]n-）醇酰胺型（R-CONH-R’-OH）④两性表面活性剂（由阳离子部分和阴离子部分组成）：阳离子部分由铵盐或季铵盐做亲水基，阴离子部分由羧酸盐，硫酸酯盐和磺酸盐做亲水基。4.表面活性剂在溶液当中的性质：①吸附②分散③泡沫和消泡④增溶⑤洗涤（阴）⑥柔顺平滑（阳）抗静电（阴）和杀菌（以阳离子表面活性剂为主其次是两性表面活性剂）⑦浮选⑧形成胶束：当水中溶解了表面活性剂后，在水中的一些氢键被亲油基碳氢链隔断二重新排列，而水溶液中表面活性分子的亲油端就发生互相靠拢的缔合现象，在水溶液中缔合成胶束。（聚集数n：胶束的大小用形成胶束的表面活性剂的平均数目，即聚集数n来衡量。一般表面活性剂亲油端的碳链越长，胶束聚集数会增大。）⑨润湿（阴离子表面活性剂）：固体表面能越高，γg-s越大，越易润湿，即高表面能固体比低表面能固体易于被润湿。固体能被表面张力低于其表面能的液体润湿，高能固体表面如与一般液体接触，体系表面的吉布斯自由能将有较大的降低，故能为一般液体所润湿，低表面固体一般润湿性能不好。⑩乳化：乳状液两种类型（水包油O/W如雪花膏，油包水W/O，清洁霜可以是水包油也可以是油包水，油包水适用于干性皮肤清洁，水包油适用于油性皮肤清洁）乳化剂作用：降低表面张力，增加界面强度，界面电荷的产生5.表面活性剂物性参数①临界胶束浓度（CMC）：表面活性剂在溶液中形成胶束的最低浓度。CMC越小，表示该表面活性剂形成胶束所需的浓度越低，即达到表面饱和吸附的浓度越低，表示该表面活性剂的活性越大，反之表面活性剂的活性越小。一个原则：越亲水（不易形成胶束）CMC越大，越憎水CMC越小同系物的碳原子数增加或碳氢链中有苯环，CMC减小碳氢链不饱和度增加或碳氢链中有极性基，CMC增大具有支链的比相同碳数直链的CMC大碳氢比碳氟的CMC大离子型比非离子型的CMC大得多（温度升高，离子型CMC增高而非离子型的CMC降低）对同一系列的表面活性剂，若亲水端一定，则不论是阴离子或非离子型，其CMC随憎水端大小的增加而下降。在非离子型表面活性剂中CMC随聚氧乙烯基醚聚合度（亲水端）的下降而下降②亲水亲油平衡值（HLB）表示表面活性剂的亲水，亲油性好坏的指标。HLB越大，表面活性剂的亲水性越强；HLB越小，表面活性剂的亲油性越强。HLB值：1.5-3W/O型消泡剂3.5-6W/O型乳化剂7-9润湿剂8-18O/W型乳化剂13-15洗涤剂15-18增溶剂③克拉夫拖点（离子型表面活性剂在Krafft点以上使用）离子型表面活性剂在水中的溶解度随温度的升高而慢慢增加，但达到某一温度之后，溶解度迅速增大，这一点的温度称为临界溶解温度，也叫做卡拉夫拖点（Tk）。Tk↑(亲油性好)CMC↓HLB↓Tk↓(亲水性好)CMC↑HLB↑（离子型使用的温度越低，性能越优越）④浊点（非离子型表面活性剂要在浊点以下使用）温度升高会使非离子型表面活性剂在水中的溶解度降低，达到某一温度后，外观由清亮变得混浊，这个开始变浑浊的温度就称为浊点。浊点↑（亲水性好）CMC↑HLB↑（非离子型使用的温度范围越宽，性能越优越）浊点↓（亲油性好）CMC↓HLB↓直连烷基苯磺酸盐（LAS），它的亲油端在C8以上才具有表面活性，烷基苯磺酸盐的表面活性随烷基碳链原子数的增加而增大，但碳链过长时，其在水中的溶解度过低，也不能形成胶束，当烷基碳链原子数超过18时，表面活性明显下降。烷基苯磺酸钠（LAS）是洗涤剂中用量最多的阴离子表面活性剂，以C11-C12的线性苯磺酸钠为主第三章①洗涤剂，阴离子表面活性剂（是指以去污为目的而设计复配的制品，通常是由主要组分表面活性剂（活性组分）和辅助组分助洗剂，添加剂等组成）阳离子表面活性剂通常不宜做洗涤剂的主要成分，这是由于在水中大多数污垢和纤维带阴电，溶液中的阳离子表面活性剂会以亲水端朝向固体表面，在固体表面形成亲油端朝外的单分子层膜，使固体表面疏水，不易润湿，易粘附油污，产生反洗涤作用，故阳离子表面活性剂虽然有较低的表面张力，但是并不利于洗涤。基本过程：载体·污垢+洗涤剂≒载体+污垢·洗涤剂污垢洗涤步骤：A.吸附，洗涤剂中的表面活性剂在污垢及载体的界面发生定向吸附B．润湿和渗透，由于表面活性剂的界面定向吸附，洗涤剂可渗透到污垢和载体之间，使洗涤剂润湿载体，降低污垢和载体的附着力C.污垢的脱落，污垢和载体的附着力降低后，再施加外力的作用，促使污垢从载体上脱落D．污垢的分散和稳定，从载体表面脱落的污垢被分散，被乳化或增溶在洗涤剂溶液中，保证污垢不在附着于干净的载体表面洗涤剂的作用：1、吸附作用2、乳化作用3、增溶作用4、分散作用5、泡沫作用洗涤剂用的辅助原料：A.硬水软化剂（主要是螯合剂和离子交换剂），起硬水软化作用的可以是能螯合金属离子（钙镁等）的无机助剂聚合磷酸盐（洗涤剂中用量最大的无机助剂），能与水中金属离子交换的分子筛和可与金属离子发生络合反应的有机络合剂。（后两者均可代替前者）为什么要发展无磷洗衣粉？近年来由于过度使用含聚合磷酸盐的洗衣粉，致使水域污染，水中富含磷，造成水体富营养化，藻类大量繁殖，使水域生态系统遭到破坏，发生了水藻爆发和赤潮现象。B．碱性缓冲剂（常用是碳酸盐和硅酸盐），洗涤过程中洗涤液的PH值会降低，影响洗涤效果，碱性缓冲剂可使洗涤液在洗涤过程中维持一定的碱性，保持洗涤液的去污能力。C．抗污垢再沉积剂，能把污垢包围并分散在水中，防止污垢聚集再沉积在已洗净的物体表面。常见的有羧甲基纤维素（CMC）聚乙烯吡咯烷酮（PVP）典型洗涤剂配方LAS—阴离子表面活性剂，直链烷基苯磺酸盐，去污，起泡，增溶，乳化，润湿，分散。AEO-9—非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚具有优良的润湿，低温洗涤，乳化，耐硬水和生物降解功能三聚磷酸钠—硬水软化剂，主要起螯合水中钙，镁等离子的作用，可降低水的硬度，使水软化；它还能与肥皂或LAS等表面活性剂产生协同作用，可使油脂乳化，无机固体粒子胶溶从而使洗涤剂达到更好的去污效果；聚合磷酸盐在洗涤液中还能起到碱性缓冲液的作用，使洗涤剂溶液的PH值保持在适宜的温度范围内，PH值不发生大幅度的变化（在粉状洗涤剂中，能使产品不吸潮，不结块，使产品具有良好流动性）4A沸石—硬水软化剂，可与钙镁离子交换，起到软化硬水的作用，是聚合磷酸盐的替代品。CMC—羧甲基纤维素，抗污垢再沉积剂，主要作用是防止污垢的再沉积，，还能提高洗涤剂的起泡力，泡沫稳定性，稠度，抑制洗涤剂对皮肤的刺激作用硅酸钠—碱性缓冲剂，缓冲洗涤剂溶液碱性的作用，可维持洗涤剂溶液PH的稳定；还有保护作用，可以使纤维织物强度不受损伤。硅酸盐的软化硬水，抗腐蚀，泡沫稳定作用以及良好的悬浮力，乳化力，润湿力使它成为洗涤剂的主要助剂（粉状洗衣粉中使用硅酸盐还能起到防结块的作用，使粉状洗涤剂松散，易流动）碳酸钠--碱性缓冲剂，在浓缩洗衣粉是最重要的助剂之一，在洗涤剂中配入一定的碳酸钠，不仅可以降低临界胶束的浓度，还可以使洗涤液保持一定的碱度，使洗涤系统在遇到酸性污垢时仍能具有足够PH值，而不至于降低去污力。硫酸钠—填料，用来降低洗涤剂的成本，在粉状洗涤剂中加入硫酸钠有防止结块的作用，有助于洗衣粉成型。肥皂—与其他表面活性剂起协同作用，比单一表面活性剂的润湿，分散，乳化，增溶，去污性能更好，制得的洗衣粉泡沫少，去污力强，易漂洗，特别适用于机洗（钾皂（脂肪酸钾）称为软皂，钠皂（脂肪酸钠）称为硬皂）NaBO3·4H2O（四水合过硼酸钠）--含氧类漂白剂，具有较强的漂白作用荧光增白剂—具有增白作用，是一种光致发光的物理现象，不是漂白化学效应。②化妆品保湿剂的保湿机理是什么？常用的保湿剂有哪些？给皮肤补充水分防止干燥的高湿性的水溶性物质，称为保湿剂。皮肤保湿的机理，一是吸湿，二是防止内部的水分散发。常用的保湿剂有甘油，丙二醇，聚乙二醇，山梨醇，甘露醇，木糖醇，乳酸和乳酸钠，吡咯烷酮羧酸钠，透明质酸，水解胶原蛋白等。③化妆品为什么加抗氧化剂？举例常用抗氧化剂？化妆品中含有动，植物油脂，矿物油，这些组分在空气中易氧化，而降低化妆品的质量，甚至产生对人体有害的物质。所以化妆品中必须加抗氧化剂防止化妆品氧化。主要有苯酚系，醌系，胺系，有机酸，酯类以及硫黄，磷，硒等无机酸及其盐类抗氧化剂。清洁霜（洗面奶）配方油相：凡士林，石蜡，液体石蜡，十六醇可溶解皮肤表面的油溶性污垢，还有护肤和营养皮肤的功能水相：丙二醇，甘油溶解水溶性污渍，还有保湿作用（一是吸湿二是防止内部水分蒸发）亲油性更好的单硬脂酸甘油酯（HLB=3.8）与亲水性的聚氯乙烯单月桂酸酯（HLB=13.1）协同作用，起到润湿，分散，发泡，去污和乳化的作用，在洗涤过程中与油相和水相协同作用去污。第八章食品添加剂：指为改善食品品质和色，香，味以及防腐或根据加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质。食品添加剂的作用：改善食品的色香味形、调整食品营养结构、提高食品质量和档次、改善食品加工条件，避免原材料浪费、延长食品的保存期日允许摄入量（ADI，mg/Kg体重）指人一天连续摄入某种添加剂，而不致影响健康的每日最大摄入量，以每日每公斤体重摄入的毫克数表示，单位为mg/Kg体重。(ADI值越大安全性越高)防腐剂：一类具有抑制微生物增殖或杀死微生物的化合物。微生物引起的食品变质一般分为：细菌造成的食品腐败、霉菌导致的食品霉变、酵母菌引起；的食品发酵1.食品防腐剂的防腐机理是什么？答：防腐剂对微生物具有以下几个方面的作用：A.破坏微生物细胞膜的结构或改变细胞膜的渗透性，使微生物内的酶类和代谢产物溢出细胞外，导致微生物正常的生理平衡被破坏而达到抑菌防腐的目的。B.防腐剂与微生物的酶作用，如与酶的巯基作用，破坏多种含硫蛋白酶的活性，干扰微生物体的正常代谢，从而影响其生存和繁殖。通常防腐剂作用于微生物的呼吸酶系。如乙酰辅酶A，缩合酶，脱氢酶，电子传递酶系等。C.其他作用，包括防腐剂作用于蛋白质，导致蛋白质部分变性，蛋白质交联而导致其它的生理作用不能进行2.常用的防腐剂有哪些？答：苯甲酸及其钠盐，山梨酸及其钾盐，脱氢醋酸，丙酸钠，丙酸钙，对羟基苯甲酸乙酯，对羟基苯甲酸丙酯，二氧化硫，焦亚硫酸钠。天然防腐剂：A.植物类防腐剂：果胶分解物，茶多酚，琼脂低聚糖，植物提取物（精油和大蒜素）B.微生物类防腐剂：溶菌酶，聚赖氨酸，乳酸菌细胞及其代谢物，乳酸链球菌素，酵母的代谢产物，纳他霉素，曲酸C.动物类防腐剂：鱼精蛋白，壳聚糖，蜂胶无机防腐剂：常用的有硝酸盐和亚硝酸盐调味剂：A.鲜味剂：谷氨酸钠（别名味精）5‘-肌苷酸二钠（呈鸡肉鲜味）5‘-鸟甘酸钠（呈香菇鲜味）B酸味剂C甜味剂