一 : 超级钢一种新型钢材,都有什么用处、用在什么地方、百姓日常生活中能接触到吗?
超级钢是在压轧时把压力增加到通常的5倍,并且提高冷却速度和严格控制温度的条件下开发成功的。其晶粒直径仅有1微米,为一般钢铁的1/10~1/20,因此组织细密,强度高,韧性也大,而且即使不添加镍、铜等元素也能够保持很高的强度。 在750摄氏度下施加压力,这种超级钢组织内部的微粒不变形,而会斜向滑动,因此两块钢板表面的微粒能够相互渗入,密切接合,呈现2倍于一般钢铁的超可塑性。这种技术叫做“扩散接合技术”。与现在使用的高温焊接技术相比,其优点是没有焊接痕迹,没有因此而发生的强度劣化现象。这将大大提高各种钢铁加工产品的质量。 据报道,“超级金属技术开发计划”将在2001年内把超级钢的晶粒直径缩小到0.5微米,让它在650~700摄氏度的温度下呈现超可塑性,从2002年开始,进行“扩散接合技术”的工业化试验二 : 日常生活中一些铁制品经常会被锈蚀.为防止铁生锈人
日常生活中一些铁制品经常会被锈蚀.为防止铁生锈人们常采用在铁制品表面涂油漆或镀上其他金属等方法,这些方法都能防止铁锈蚀的共同原理是______.为了防止铁制品进一步锈蚀,应将铁锈立即清除,可用稀盐酸除锈(铁锈的主要成分为Fe2O3),其反应的化学方程式为______. |
题型:问答题难度:中档来源:不详
铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果,为防止铁生锈,人们常采用在铁制品表面涂油漆或镀上其他金属等方法,这些方法都能够防止锈蚀的共同原理是隔绝氧气和水. 铁锈的主要成分是氧化铁,与盐酸反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式是:Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O. 故答案为:隔绝氧气和水;Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O. |
考点:
考点名称:化学反应方程式的书写化学方程式的书写原则遵循两个原则:
一是必须以客观事实为基础,绝不能凭空设想、主观臆造事实上不存在的物质和化学反应;
二是遵循质量守恒定律,即方程式两边各种原子的种类和数目必须相等。
书写化学方程式的具体步骤:
(1)写:根据实验事实写出反应物和生成物的化学式。反应物在左,生成物在右,中间用横线连接,如: H2+O2——H2O,H2O——H2+O2。
(2)配:根据反应前后原子的种类和数目不变的原则,在反应物和生成物的化学式前配上适当的化学计量数,使各种元素的原子个数在反应前后相等,然后将横线变成等号。配平后,化学式前的化学计量数之比应是最简整数比,如:2H2+O2=2H2O,2H2O= 2H2+O2。
(3)注:注明反应条件【如点燃、加热(常用“△”表示)、光照、通电等〕和生成物的状态(气体用“↑”。沉淀用“↓”。)。如:2H2+O22H2O,2H2O2H2↑+O2↑。
化学计量数:
化学计量数指配平化学方程式后,化学式前面的数字。在化学方程式中,各化学式前的化学计量数之比应是最简整数比,计数量为1时,一般不写出。
书学化学方程式的常见错误:
常见错误 | 违背规律 |
写错物质的化学式 | 客观事实 |
臆造生成物或事实上不存在的化学反应 | |
写错或漏泄反应条件 | |
化学方程式没有配平 | 质量守恒 |
漏标多标“↑”、“↓”符号 | —— |
(1).“△”的使用
①“△”是表示加热的符号,它所表示的温度一般泛指用酒精灯加热的温度。
②如果一个反应在酒精灯加热的条件下能发生,书写化学方程式时就用“△”,如:2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。
③如果一个反应需要的温度高于用酒精灯加热的温度,一般用“高温”表示;如:CaCO3CaO+ CO2↑
(2)“↑”的使用
①“↑”表示生成物是气态,只能出现在等号的右边。
②当反应物为固体、液体,且生成的气体能从反应体系中逸出来,气体化学式后应该加“↑”。如Fe+ 2HCl==FeCl2+H2↑。
③当反应物是溶液时,生成的气体容易溶于水而不能从反应体系中逸出来,则不用“↑”,如:H2SO4+ BaCl2==FeCl2+2HCl
④只有生成物在该反应的温度下为气态,才能使用“↑”。
⑤若反应物中有气态物质,则生成的气体不用标 “↑”。如:C+O2CO2
(3)“↓”使用
①“↓”表示难溶性固体生成物,只能出现在等号的右边
②当反应在溶液中进行,有沉淀生成时,用 “↓”,如:AgNO3+HCl==AgCl↓+HNO3
③当反应不在溶液中进行,尽管生成物有不溶性固体,也不用标“↓”,如:2Cu+O22CuO
④反应在溶液中进行,若反应物中有难溶性物质,生成物中的难溶性物质后面也不用标“↓”。如:Fe +CuSO4==FeSO4+Cu.
化学方程式中“↑”和“↓”的应用:
①“↑”或“↓”是生成物状态符号,无论反应物是气体还是固体,都不能标“↑”或“↓”;
②若反应在溶液中进行且生成物中有沉淀,则使用“↓”;若不在溶液中进行,无论生成物中是否有固体或难溶物,都不使用“↓”;
③常温下,若反应物中无气体,生成物中有气体.
提取信息书写化学方程式的方法:
书写信息型化学方程式是中考热点,题目涉及社会、生产、生活、科技等各个领域,充分体现了化学学科的重要性,并考查了同学们接受信息、分析问题和解决问题的能力。解答这类题日的关键是掌握好化学方程式的书写步骤,可按两步进行:首先正确书写反应物和生成物的化学式,并注明反应条件及生成物状态;第二步就是化学方程式的配平。考点名称:文字表达式概念:用文字表示化学反应的式子
文字表达式的书写步骤:
(1)写:根据反应事实写出反应物和生成物
(2)注:注明反应条件:[点燃,加热,光照,通电等] 考点名称:金属的锈蚀与防护金属锈蚀:
金属材料受周围介质的作用而损坏,称为金属腐蚀。金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态。腐蚀时,在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应,使金属转入氧化(离子)状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能,破坏金属构件的几何形状,增加零件间的磨损,恶化电学和光学等物理性能,缩短设备的使用寿命,甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。
铁生锈条件的探究
实验装置 | |
实验现象 | 几天后观察A试管中铁钉生锈,在水面附近锈蚀 严重,B,C试管中的铁钉没有生锈 |
实验分析 | A试管中的铁钉同时跟水、空气(或氧气)接触而生锈; B试管中的铁钉只与水接触不生锈; C 试管中的铁钉只与干燥的空气(或氧气)接触不生锈 |
实验结论 | 铁生锈的条件是与水、空气(或氧气)同时接触 |
①探究铁生锈的条件时采用经煮沸后迅速冷却的蒸馏水,目的是赶走水中溶解的氧气;再加上植物油用来隔绝空气。
②环境中的某些物质会加快铁的锈蚀,如与酸、食盐溶液等接触的铁制品比钢铁生锈更快。
③铁生锈的过程。实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程(缓慢氧化)。反应过程相当复杂,最终生成物铁锈是一种混合物。铁锈(主要成分是Fe2O3·H2O)为红色,疏松多孔,不能阻碍内层的铁继续与氧气、水等反应,因此铁制品可以全部锈蚀。
④许多金属都易生“锈”,但“锈”的结构不同,成分不同。铜在潮湿的空气中也能生“锈”,铜锈即铜绿,其主要成分为碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],是铜与水、氧气、二氧化碳共同作用的产物。金属制品的防锈原理及方法:
(1)防锈原理根据铁的锈蚀条件不难推断出防止铁生锈的方法是使铁制品隔绝空气或隔绝水。
(2)防锈方法:
①保持铁制品表面洁净和干燥,如菜刀不用时擦干放置。
②在钢铁表面覆盖保护膜、如车、船表而涂油漆。
③在钢铁表而镀一层其他金属,如水龙头表面镀铬、镀锌。
④用化学方法使钢铁表面形成致密的保护膜,如烤蓝。
⑤改善金属的结构,如将钢铁制成不锈钢
(3)除锈方法
物理方法:用砂纸打磨,用刀刮。
化学方法:用酸清洗(酸不能过量),发生的反应为:Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O或Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2O。考点名称:酸的性质定义:
化学上是指在溶液中电离时阳离子完全是氢离子的化合物。酸的通性:
(1)跟指示剂反应 紫色石蕊试液遇酸变红色无色酚酞试液遇酸不变色
(2)跟活泼金属(金属活动性顺序表中比氢强的金属)发生置换反应酸+金属=盐+氢气 例:2HCl+Fe=FeCl2+H2↑
(3)跟碱性氧化物反应酸+碱性氧化物→盐+水 3H2SO4+Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O
(4)跟某些盐反应酸+盐→新酸+新盐 H2SO4+BaCl2=2HCl+BaSO4↓
(5)跟可溶性碱发生中和反应酸+碱→盐+水 2HCl+Ba(OH)2=BaCl2+2H2O
常见酸的性质:
(1)盐酸是氯化氢的水溶液,是一种混合物。纯净的盐酸是无色的液体,有刺激性气味。
工业浓盐酸因含有杂质(Fe3+)带有黄色。浓盐酸具有挥发性,打开浓盐酸的瓶盖在瓶口
立即产生白色酸雾。这是因为从浓盐酸中挥发出来的氯化氢气体跟空气中水蒸汽接触,形
成盐酸小液滴分散在空气中形成酸雾。
(2)硫酸是一种含氧酸,对应的酸酐是SO3。纯净的硫酸是没有颜色、粘稠、油状的液体,不易挥发。稀H2SO4具有酸的通性。浓硫酸除去具有酸的通性外,还具有三大特性:
①吸水性: 浓H2SO4吸收水形成水合硫酸分子(H2SO4·nH2O),并放出大量热,所以浓硫酸通常用作干燥剂。
②脱水剂: 浓硫酸可将有机化合物中的氢原子和氧原子按水分子的构成(H:O=2:1)夺取而使有机物脱水碳化。纸、木柴、衣服等遇浓硫酸变黑,这就是因为浓硫酸的脱水性使其碳化的缘故。
③强氧化性:
在浓硫酸溶液中大量存在的是H2SO4分子而不是H+,H2SO4分子具强氧化性。
浓硫酸可使金属活动性顺序表氢后面的一些金属溶解,可将C、S等非金属单质氧化,而浓硫酸本身还原成SO2。但是,冷的浓硫酸不能与较活泼的金属Fe和Al反应。原因是浓硫酸可以使Fe和Al的表面形成一层致密的氧化物薄膜,阻止了里面的金属与浓硫酸继续反应,这种现象在化学上叫钝化。由于浓硫酸有脱水性和强氧化性,我们往蔗糖上滴加浓硫酸,会看到蔗糖变黑并且体积膨胀。又由于浓硫酸有吸水性,浓盐酸有挥发性,所以,往浓盐酸中滴加浓硫酸会产生大量酸雾,可用此法制得氯化氢气体。
(3)硝酸也是一种含氧酸,对应的酸酐是N2O5,而不是NO2。
纯净的硝酸是无色的液体,具有刺激性气味,能挥发。打开浓硝酸的瓶盖在瓶口会产生白色酸雾。浓硝酸通常带黄色,而且硝酸越浓,颜色越深。这是因为硝酸具有不稳定性,光照或受热时分解产生红棕色的NO2气体,NO2又溶于硝酸溶液中而呈黄色。所以,实验室保存硝酸时要用棕色(避光)玻璃试剂瓶,贮存在黑暗低温的地方。硝酸又有很强的腐蚀性,保存硝酸的试剂瓶不能用橡胶塞,只能用玻璃塞。
硝酸除具有酸的通性外,不管是稀硝酸还是浓硝酸都具有强氧化性。硝酸能溶解除金和铂以外的所有金属。金属与硝酸反应时,金属被氧化成高价硝酸盐,浓硝酸还原成NO2,稀硝酸还原成NO。但是,不管是稀硝酸还是浓硝酸,与金属反应时都没有氢气产生。较活泼的金属铁和铝可在冷浓硝酸中钝化,冷浓硝酸同样可用铝槽车和铁罐车运输和贮存。硝酸不仅能氧化金属,也可氧化C、S、P等非金属。
浓H2SO4为什么能做干燥剂:
因为浓H2SO4有强烈的吸水性,当它遇到水分子后,能强烈地和水分子结合,生成一系列水合物。这些水合物很稳定,不易分解,所以浓H2SO4是一种很好的干燥剂,能吸收多种气体中的水蒸气,实验室常用来干燥酸性或中性气体。如:CO2,SO2,H2,O2可用浓H2SO4干燥,但碱性气体如:NH3不能用浓H2SO4来干燥。
为什么浓H2SO4能用铁槽来运输:
当铁在常温下和浓H2SO4接触时,它的表面能生成一层致密的氧化膜,这层氧化膜能阻止浓H2SO4;对铁的进一步腐蚀,这种现象叫钝化。
活泼金属能置换出浓H2SO4中的氢吗?
稀H2SO4具有酸的通性,活泼金属能置换出酸中的氢。而浓H2SO4和稀H2SO4的性质不同,活泼金属与浓H2SO4反应时,不能生成氢气,只能生成水和其他物质,因为它具有强氧化性。
敞口放置的浓硫酸.浓盐酸.浓硝酸的变化:
酸的名称 | |||||
浓盐酸 | 挥发性 | 变小 | 不变 | 变小 | 变小 |
浓硫酸 | 挥发性 | 变小 | 不变 | 变小 | 变小 |
浓硝酸 | 吸水性 | 不变 | 变大 | 变大 | 变小 |
在人的胃液里,HCl的溶质质最分数为0.45%— 0.6%,胃酸是由胃底腺的壁细胞分泌的。它具有以下功能:
(1)促进胃蛋白酶的催化作用,使蛋白质在人体内容易被消化,吸收;(2)使二糖类物质如蔗糖、麦芽糖水解;(3)杀菌。
酸的分类和命名
1.酸根据组成中是否含氧元素可以分为含氧酸和无氧酸。如:盐酸(HCl)属于无氧酸,硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)属于含氧酸。
2.酸还可以根据每个酸分子电离出的H+个数,分为一元酸、二元酸、多元酸。如:每分子盐酸、硝酸溶于水时能电离出一个H+,属于一元酸;每分子硫酸溶于水时能电离出两个H+,属于二元酸。
3.无氧酸一般从前往后读作“氢某酸”。如:HCl读作氢氯酸(盐酸是其俗名),H2S读作氢硫酸。
4.含氧酸命名时一般去掉氢、氧两种元素,读作 “某”酸。如:H2SO4命名时去掉氢、氧两种元素,读作硫酸,H3PO4读作磷酸。若同一种元素有可变价态,一般低价叫“亚某酸”。如:H2SO3读作亚硫酸,HNO2读作亚硝酸。
三 : 表面活性剂已经广泛应用于日常生活
西北民族大学 化工学院 学院(部)期末考试
表面活性剂 方案( A)
每位学生自选题目,查阅文献,写一篇综述性论文,字数不少于3000字(要求: 1.献不少于5篇,并附引用外文文献的Abstract及出处)。
中文摘要,关键词,英文摘要,keyword,参考文献写全;2.参考文献不少于20篇,其中外文文
一.中文摘要及关键词、英文摘要及keyword(40分 )
二.正文部分(40分)
三.参考文献(20分)
摘要
The spreading of droplet take placed when the
surfactant-laden thin liquid films in the preset film or solid substrate, which is remarkably changed with the interface
variation of solutions by the effect of surfactant. The
spreading of surfactant solutions demonstrates the complex fingering phenomena and Marangoni effect, with strong
nonlinear characteristics.The spreading process of surfactant solutions is captured by the disjoining pressure when the film thickness is less than roughly 100nm. It plays an acceleration or delay role in the spreading with different disjoining pressure models. The disjoining pressure controls the
stability and wettability of the liquid film, and influences the dry spots formation speed obviously.Firstly, a reasonable disjoining pressure model of non-uniform is suggested, combining the non-uniform spreading characteristic of
surfactant solution by microscopic molecular dynamics, surface colloid chemistry and macro fluid dynamics. Secondly, the theoretical model and the nonlinear three evolution equations for the film thickness and surface and bulk surfactant
concentrations are derived on the base of diffusion theory, boundary theory and lubrication theory. Lastly, the procedure of PDECOL is used to perform the numerical simulation of the evolution equations whenΠ= 0,Π=Π( h) andΠ=Π( h , hx , hxx), which using finite element for space discretization and Gear’s method in time. Effects of several parameters as
capillary parameter, kinetic parameter and surfactant
solubility on the profile of film thickness and surfactant concentrations are examined. The paper has considered the different influence of surfactant concentration on
intermolecular repulsive and attractive forces. Linear
stability is investigated for the evolution equation with the non-modal theory method by calculating the disturbance energy growth ratio and transient energy growth ratio. It not only improves the basic theory in the field, but also promotes the application of surfactant solutions, and the further prospects are suggested.
关键字: soluble surfactant spreading disjoining
pressure theoretical model evolution equation non-modal theory
前言:我国是一个农业大国,农业的发展不但是国民经济的主要组成部分,同时对“三农”问题的解决至关重要。随着现代工业的发展,为农业现代化提供了技术支持,如低毒高效农药,各种复合肥料和专用肥料以及现代化耕作机械,同时也使部分土地和水域受到了比较严重的污染,修复被污染的土壤和水系,使近年来表面活性剂在农业技术领域研究的热点。
1什么是表面活性剂
合成表面活性物、天然活性物、固体超细粉末是三种常见的表面活性物,而
合成表面活性物是我们最常用到的。合成表面活性物也就是我们常说的工业中常用的表面活性剂,它包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂。本文对于其他两类表面活性物不做讨论。
就表面活性剂来说,虽然不同的表面活性剂具有不同的机构和极性基团,在不同
的介质中其特性也有不同的表现,但是,通过对表面活性剂的深入研究,我们仍然可以发现其中的共同特性。在界面上的吸附的趋向性和在各种条件下形成的具有不同结构的分子聚集体是表面活性剂的两个最为重要的特征。
2 表面活性剂的概念
既然说到表面活性剂的应用,那么首先要知道表面活性剂的定义,我们通常是这样定义:凡是在低浓度下吸附于体系的两相界面上,改变界面性质并显著降低界面能并通过改变界面状态,从而产生润湿与反润湿,乳化与破乳,起泡与消泡以及在较高浓度下产生增容的物质称为表面活性剂。
表面活性剂是一类具有一定功能特性的化合物,是一类专用化学品。它通常不作为最终制品或商品直接与使用者或消费者见面,而是作为最终制品或某种商品的一个重要组分加入以应用。由表面活性剂可以配制多种最终制品或商品,如洗涤剂、润湿剂、渗透剂、乳化剂、破乳剂、消泡剂、分散剂等。这些制品或商品是按一定的配方调制的产品,其必要组分是表面活性剂,出表面活性剂外,还有助剂、促进剂,其配方的目的是提高表面活性剂的功能。
3 表面活性剂的应用
表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用,使得它有以下几方面的实际应用[11]。
一 表面活性剂的基本功能及用途
表面活性剂的基本性质是表面界面定向吸附, 降低表面界面张力, 形成胶束,由此而产生一些基本功能润湿、渗透由于表面活性剂降低液—固界面张力。泡沫由于表面活性剂降低气一液界面张力, 在气、液界面形成紧密排列的双层吸附膜[12]。乳化、分散由于降低液一液、液一固界面张力。增溶由于胶束形成。洗涤去污上述功能的综合作用。具有这些基本功能的表面活性剂相应地可用作润湿剂, 渗透剂、再润湿剂、发泡剂、稳泡剂、乳化剂、分散剂、增溶剂、洗涤剂、清洗剂等。
二 表面活性剂的派生功能及用途
由表面活性剂的基本性质和基本功能可以产生多种派生功能, 主要有以下一些柔软、平滑、匀染、缓染、抗静电、杀菌、防霉、防腐、防锈、缓蚀、消泡、破乳、凝聚、增稠、降粘、防水、防油、驱油、减水、加气、捕集、浮选、光亮、
四 : 表面活性剂已经广泛应用于日常生活
西北民族大学 化工学院 学院(部)期末考试
表面活性剂 方案( A)
每位学生自选题目,查阅文献,写一篇综述性论文,字数不少于3000字(要求: 1.献不少于5篇,并附引用外文文献的Abstract及出处)。[www.61k.com]
中文摘要,关键词,英文摘要,keyword,参考文献写全;2.参考文献不少于20篇,其中外文文
一.中文摘要及关键词、英文摘要及keyword(40分 )
二.正文部分(40分)
三.参考文献(20分)
摘要
The spreading of droplet take placed when the
surfactant-laden thin liquid films in the preset film or solid substrate, which is remarkably changed with the interface
表面活性剂的应用 表面活性剂已经广泛应用于日常生活
variation of solutions by the effect of surfactant. The
spreading of surfactant solutions demonstrates the complex fingering phenomena and Marangoni effect, with strong
nonlinear characteristics.The spreading process of surfactant solutions is captured by the disjoining pressure when the film thickness is less than roughly 100nm. It plays an acceleration or delay role in the spreading with different disjoining pressure models. The disjoining pressure controls the
stability and wettability of the liquid film, and influences the dry spots formation speed obviously.Firstly, a reasonable disjoining pressure model of non-uniform is suggested, combining the non-uniform spreading characteristic of
surfactant solution by microscopic molecular dynamics, surface colloid chemistry and macro fluid dynamics. Secondly, the theoretical model and the nonlinear three evolution equations for the film thickness and surface and bulk surfactant
concentrations are derived on the base of diffusion theory, boundary theory and lubrication theory. Lastly, the procedure of PDECOL is used to perform the numerical simulation of the evolution equations whenΠ= 0,Π=Π( h) andΠ=Π( h , hx , hxx), which using finite element for space discretization and Gear’s method in time. Effects of several parameters as
表面活性剂的应用 表面活性剂已经广泛应用于日常生活
capillary parameter, kinetic parameter and surfactant
solubility on the profile of film thickness and surfactant concentrations are examined. The paper has considered the different influence of surfactant concentration on
intermolecular repulsive and attractive forces. Linear
stability is investigated for the evolution equation with the non-modal theory method by calculating the disturbance energy growth ratio and transient energy growth ratio. It not only improves the basic theory in the field, but also promotes the application of surfactant solutions, and the further prospects are suggested.
关键字: soluble surfactant spreading disjoining
pressure theoretical model evolution equation non-modal theory
前言:我国是一个农业大国,农业的发展不但是国民经济的主要组成部分,同时对“三农”问题的解决至关重要。(www.61k.com]随着现代工业的发展,为农业现代化提供了技术支持,如低毒高效农药,各种复合肥料和专用肥料以及现代化耕作机械,同时也使部分土地和水域受到了比较严重的污染,修复被污染的土壤和水系,使近年来表面活性剂在农业技术领域研究的热点。
1什么是表面活性剂
合成表面活性物、天然活性物、固体超细粉末是三种常见的表面活性物,而
合成表面活性物是我们最常用到的。合成表面活性物也就是我们常说的工业中常用的表面活性剂,它包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂。本文对于其他两类表面活性物不做讨论。
就表面活性剂来说,虽然不同的表面活性剂具有不同的机构和极性基团,在不同
表面活性剂的应用 表面活性剂已经广泛应用于日常生活
的介质中其特性也有不同的表现,但是,通过对表面活性剂的深入研究,我们仍然可以发现其中的共同特性。(www.61k.com]在界面上的吸附的趋向性和在各种条件下形成的具有不同结构的分子聚集体是表面活性剂的两个最为重要的特征。
2 表面活性剂的概念
既然说到表面活性剂的应用,那么首先要知道表面活性剂的定义,我们通常是这样定义:凡是在低浓度下吸附于体系的两相界面上,改变界面性质并显著降低界面能并通过改变界面状态,从而产生润湿与反润湿,乳化与破乳,起泡与消泡以及在较高浓度下产生增容的物质称为表面活性剂。
表面活性剂是一类具有一定功能特性的化合物,是一类专用化学品。它通常不作为最终制品或商品直接与使用者或消费者见面,而是作为最终制品或某种商品的一个重要组分加入以应用。由表面活性剂可以配制多种最终制品或商品,如洗涤剂、润湿剂、渗透剂、乳化剂、破乳剂、消泡剂、分散剂等。这些制品或商品是按一定的配方调制的产品,其必要组分是表面活性剂,出表面活性剂外,还有助剂、促进剂,其配方的目的是提高表面活性剂的功能。
3 表面活性剂的应用
表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用,使得它有以下几方面的实际应用[11]。
一 表面活性剂的基本功能及用途
表面活性剂的基本性质是表面界面定向吸附, 降低表面界面张力, 形成胶束,由此而产生一些基本功能润湿、渗透由于表面活性剂降低液—固界面张力。泡沫由于表面活性剂降低气一液界面张力, 在气、液界面形成紧密排列的双层吸附膜[12]。乳化、分散由于降低液一液、液一固界面张力。增溶由于胶束形成。洗涤去污上述功能的综合作用。具有这些基本功能的表面活性剂相应地可用作润湿剂, 渗透剂、再润湿剂、发泡剂、稳泡剂、乳化剂、分散剂、增溶剂、洗涤剂、清洗剂等。
二 表面活性剂的派生功能及用途
由表面活性剂的基本性质和基本功能可以产生多种派生功能, 主要有以下一些柔软、平滑、匀染、缓染、抗静电、杀菌、防霉、防腐、防锈、缓蚀、消泡、破乳、凝聚、增稠、降粘、防水、防油、驱油、减水、加气、捕集、浮选、光亮、
表面活性剂的应用 表面活性剂已经广泛应用于日常生活
整平电镀、防结块、防结晶、增塑、抗氧化、催化、离子交换等。(www.61k.com)这些功能产生的主要原因是由于表面活性剂的界面吸附, 在界面上形成表而活性剂的分子膜, 使界面减摩、润滑, 或保护界面, 使不与其它分子如水、油、空气等接触, 有的则是由于离子性质, 不同电荷离子相互吸引, 同电荷离子相互排斤所产生, 有的原因还不清楚[13]。
具有这些派生功能的表面活性剂相应地可用作纺织柔软剂、匀染剂、抗静电剂、杀菌剂、防锈剂、消泡剂、破乳剂、增稠剂、防水剂、驱油剂、电镀添加剂、催化剂等。
三 工业非民用应用领域
表面活性剂非民用应用领域十分广泛, 遍及各方面, 主要部门有工业清洗、金属工业、纺织印染、汗料、颜料、染料、造纸、皮革、塑料、橡胶、建筑、建材、化工、采矿、石油、医药、化妆品、食品、感光、农药、农业、微生物、环保、能源、分析化学、有机合成等[14]。
下面,就其中某些方面做一些详细介绍。
在造纸工业中表面活性剂
可以用作蒸煮剂、废纸脱墨剂、施胶剂、树脂障碍控制剂、消泡剂、柔软剂、抗静电剂、阻垢剂、软化剂、除油剂、杀菌灭藻剂、缓蚀剂等[15]。
表面活性剂在医药行业也有广泛应用,在药剂中,一些挥发油、脂性纤维素、甾体激素等许多难溶性药物利用表面活性剂的增溶作用可形成透明溶液及增加浓度;在医药行业中可作为杀菌剂和消毒剂使用,其杀菌和消毒作用归结于它们与细菌生物膜蛋质的强烈相互作用使之变性或失去功能,这些消毒剂在水中都有比较大的溶解度,根据使用浓度,可用于手术前皮肤消毒、伤口或粘膜消毒、器械消毒和环境消毒;药剂制备过程中,它是不可缺少的乳化剂、润湿剂、助悬剂、起泡剂和消泡剂等。
在农药行业,可湿性粉剂、乳油及浓乳剂都需要有一定量的表面活性剂,如可湿性粉剂中原药多为有机化合物,具有憎水性,只有在表面活性剂存在的条件下,降低水的表面张力,药粒才有可能被水所润湿,形成水悬液;而且在粒剂及供喷粉用的粉剂中,有的也含有一定量的表面活性剂,其目的是为了提高药剂在受药表面的附着性和沉积量,提高有效成分在有水分条件下的释放速度和扩展面积
表面活性剂的应用 表面活性剂已经广泛应用于日常生活
,提高防病、治病效果。[www.61k.com)
石油工业中的表面活性剂,它们大多数是多种表面活性剂与溶剂的混合物,根据其不同的性质,表面活性剂可用做油田的酸液缓速剂、稠化剂、悬浮剂、防堵剂、粘土处理剂、表面张力降低剂等。除此之外,化学驱已经成为正在发展的三次采油(EOR) 提高采收率的主要方法,而化学驱中表面活性剂驱使最适合三次采油的。因为它基本上不受含水率搞的限制,可获得很高的水驱残余油采收率。从技术角度上来说,目前只是温度和含盐度还有一定的限制,其它限制都属于经济问题,随之技术的提高,成本的降低,其适用范围会大大展宽[16]。
含氟表面活性剂从结构上也可分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性离子型4 类。而某一类型的表面活性剂又根据所含基团结构不同可形成各种系列的产品[17]。含氟表面活性剂应用领域广阔, 从化学工业、机械工业、电子工业到纺织印染工业、皮革工业、橡胶塑料业、涂料油墨业以及石油、煤炭、采矿和造纸等都有广泛应用, 它可用作防污耐侯耐久性涂料、模具脱模剂、涂料助剂、流平剂、颜料分散剂、塑料和橡胶等表面改性剂、防水剂、防油剂和防污剂等[18,19]。而纺织印染工业已成为含氟表面活性剂最大的应用领域, 越来越多的新材料要求具有防污、易去污的性能, 在高分子天然材料和合成材料的表面进行氟化改性已成为国内外复合材料领域的研究热点[20]。
表2 含氟表面活性剂的特性与应用[21,22,23,24]
Tab.2 Application and speciality of fluorosurfactant
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表面活性剂在水质分析领域也有所应用。(www.61k.com]一般情况下水中各种离子含量不高, 因此对于水中各种离子的简便而快速的分析方法通常选用分光光度法。近年来人们致力于以表面活性剂提高分光光度法的灵敏性和选择性, 使得许多高灵敏体系相继问世, 对某些试验条件适应范围更大, 准确度进一步提高, 取得了令人注目的成果。具体情况见表3
表3 表面活性剂在水质分析领域的应用情况[25]
离子型表面活性剂 离子型表面活性剂具有离子交换性, 可用作离子交换剂或离子载体。作为液体离子交换剂的表面活性剂有伯、仲、叔胺和季按盐, 为阴离子
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交换剂, 硝酸醋、高分子量竣酸及烷基苯磺酸等, 为阳离子交换剂, 在分析化学中, 它们可用于萃取、萃取色层分析。(www.61k.com)离子交换型液膜电极中, 离子型表面活性剂可用作交换剂, 如用甲基三辛酞按作交换剂, 一癸酸作溶剂的有机酸甲酸、乙酸、乙二酸、苯甲酸、水杨酸等电极[26]。表面活性剂在分析化学各领域, 如光度分析、发光分析、容量分析、极谱与伏安法、离子电极、原子吸附、色谱分析、分析与富集等用作增效试剂, 获得良好效果。有人建议统称“ 增效分析法” 。 4表面活性剂的发展展望
我国表面活性剂工业近十年来发展迅速,已成为国民经济和人民生活不可缺少的重要领域。天然表面活性物在生物和医学上的潜在应用,使得人们对表面活性剂的研究迈向一个新的台阶。
4.1民用洗涤剂的发展
民用洗涤剂的基本原料发展趋势是:基本品种仍然是阴离子LAS、FAS、AOS、AES,非离子AEO和APE。从洗涤活性物发展看,醉系表面活性剂将占主导地位。美国、西欧、日本醉系总用量达100万吨/年以上,其中美国43万吨、日本18万吨、西欧43.6万吨,都分别超过了本国LAS的用量。今后较长一段时间内LAS和醉系产品仍然是主要表面活性剂。新开发和有发展前途的品种有SAS、MES、AOS以及非离子烷基多糖昔(APG)等。1990年日本AOS的耗用量达3.2万吨,并且仍将继续发展。美国、德国、日本都在扩大MES的规模,他们分别利用东南亚天然油脂资源,兴建和扩建脂肪酸甲醋工厂。日本狮子公司在国内建成7万吨/年甲醋和1万吨/年MES工厂。欧美和日本都在重视发展APG,世界产量约3万吨。它是以纯天然淀粉的葡萄糖为原料制成的产品。从配方设计的发展看,重垢衣用液体洗涤剂由原来含大量非离子活性物的无助剂产品改进为采用阴离子与非离子(3∶1)复配物,增加了LAs和AEs用量。另一方面是提高低温去污力,开发低温漂白剂和加酶技术。研究液体洗涤剂加酶技术、解决酶稳定性问题、选择酶与活性物的最佳配伍、减少酶活性的降低,开发脂肪酶和纤维素酶在液体洗涤剂中的应用、积极研制浓缩无水重垢液体洗涤剂的配制技术,这将是液体洗涤剂配方研制的发展趋势。
4.2工业表面活性剂的发展
近年来,国外工业表面活性剂发展很快,品种逐年增多。目前全世界共约有
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5000多种,已形成了各种专门用途的系列产品。(www.61k.com)某些大公司已拥有几百到上千个品种。据统计,日本的工业表面活性剂比重最大,占其总量的70%,美国为45%、西欧为44%。预计今后几年各国仍将以4%~5%的年平均增长率增长。我国工业表面活性剂起步较晚,无论在品种还是数量上都处于劣势,大大低于发达国家的水平。从应用的工业领域来看,目前我国是以纺织工业为最大用户,其次为石油和建材工业。其它行业所占比例较少。今后工业表面活性剂的发展仍将立足于纺织、石油、建材大用量行业,发展系列化、专门化、多品种、小批量的产品,面向其它工业行业。
4.3表面活性剂品种的发展
我国表面活性剂品种以非离子为主,阴离子占1/3,阳离子和两性离子所占比重小。说明后两者开发系列化品种不够,衍生产品开发得少,这将是今后研究、生产的课题。
5结语
由以上结果可知,表面活性剂的主要作用之一是表面或界面性质的改变与体系中胶束量无关,表面活性剂在界面上的存在完全由以非胶束形式存在的表面活性剂分子提供,与油/水两相同时具有良好相容性的表面活性剂分子有利于形成稳定的界面膜。CMC是表面活性剂在分散体系中使用量和作用极限的直接判据。对于某一具体体系,超出CMC所限定量的表面活性剂对分散结果没有影响,而且不利于分散体系的稳定。表面活性剂分子在表面或界面(包括对可能形成的表面或界面)的稳定存在(以紧密堆积方式)是其能否充分发挥作用的前提。
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Abstract: Surfactant with higher concentration is always used in ASP flooding. But recent study on ASP flooding
system indicates that second displacement condition exists due to low interfacial tension in the process of oil dis鄄
表面活性剂的应用 表面活性剂已经广泛应用于日常生活
placement, therefore displacement effect is affected and the composition of the system is required to be reconsid鄄
ered. Through reservoir numerical simulation, surfactant system with low concentration is optimized, which is veri鄄
fied with good effect by flooding experiments. A further study on adsorption of surfactant is conducted by means of
reservoir numerical simulation, which shows that adsorption of surfactant does not affect displacement effect in the
first displacement condition. Field tests also confirm its good displacement result. Based on above study, surfactant
system with low concentration is recommended for ASP flooding.
Key words: ASP flooding; flooding status; capillary number; adsorption of surfactant
[21] Jay V, Jim T, Bob V, et al郾 Alkaline鄄Surfactant鄄Polymer Flooding of the Cambridge Minnelusa Field [R] 郾 SPE 55633, 1999: 1鄄6郾
Abstract: Surfactant with higher concentration is always used in ASP flooding. But recent study on ASP flooding
system indicates that second displacement condition exists due to low interfacial tension in the process of oil dis鄄
placement, therefore displacement effect is affected and the composition of the system is required to be reconsid鄄
ered. Through reservoir numerical simulation, surfactant system with low concentration is optimized, which is veri鄄
fied with good effect by flooding experiments. A further study on adsorption of surfactant is conducted by means of
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first displacement condition. Field tests also confirm its good displacement result. Based on above study, surfactant
system with low concentration is recommended for ASP flooding.
Key words: ASP flooding; flooding status; capillary number; adsorption of surfactant
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Abstract: Surfactant with higher concentration is always used in ASP flooding. But recent study on ASP flooding
system indicates that second displacement condition exists due to low interfacial tension in the process of oil dis鄄
placement, therefore displacement effect is affected and the composition of the system is required to be reconsid鄄
ered. Through reservoir numerical simulation, surfactant system with low concentration is optimized, which is veri鄄
fied with good effect by flooding experiments. A further study on adsorption of surfactant is conducted by means of
reservoir numerical simulation, which shows that adsorption of surfactant does not affect displacement effect in the
first displacement condition. Field tests also confirm its good displacement result. Based on above study, surfactant
system with low concentration is recommended for ASP flooding.
Key words: ASP flooding; flooding status; capillary number; adsorption of surfactant
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本文标题:铝制品在日常生活中应用广泛-超级钢一种新型钢材,都有什么用处、用在什么地方、百姓日常生活中能接触到吗?
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