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表面活性剂亲油基的长度与自身的表面活性有什么关系呢?

文献中说同系物表活剂的cmc随亲油基链长的增加而减少,那就是可以理解为疏水链增长,降低液体表面张力的能力增强了。。。为什么呢?它的解释是:采用饱和吸附时吸附分子采取基本直立和亲油基间相互作用加强来解释。大神能否详细解释一下,亲油基是怎么相互加强作用的从分子的角度来解释,拜托了
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表面活性剂需要有一定的亲水性(水溶性),不溶解的话就没什么前途了~~但水溶性太好也不行,水溶性太好就不会出现表面富集了,导致cmc变大~~这就需要表面活性剂要具有一定的疏水性。从亲水性角度讲,同等疏水链长 ... 还是很感谢你能给我这么详细的回答!但是还是没有解释清楚”为什么长的疏水链的疏水性更大”。大神能否从分子之间的相互作用帮帮我解释一下。比如说长的疏水链的表活剂的分子通过那些相互作用(可能是范德瓦尔斯力,可能是疏水链的吸引力等等,但是我不清楚)来使得他们的疏水性比短链的强。
表面活性剂需要有一定的亲水性(水溶性),不溶解的话就没什么前途了~~但水溶性太好也不行,水溶性太好就不会出现表面富集了,导致cmc变大~~这就需要表面活性剂要具有一定的疏水性。从亲水性角度讲,同等疏水链长情况下,亲水基水化能力越强,cmc越大。譬如同等链长的烷基硫酸盐的cmc就比同等链长的季铵盐要小,原因是阳离子头基水化能力更强~~从疏水性角度讲,表面活性剂同系物,亲水基结构一样,疏水链越长,疏水性越大,其在表面相的富集越显著。譬如某c8的表面活性剂在1 mm浓度下,表面相集中了20%的表面活性剂分子;而同等浓度下其c12同系物可能在表面相中集中了50%的表面活性剂分子。考虑到同系物的分子截面积(表面活性剂分子在表面相占据的面积,一般单位为平方埃)相近,c12会更早的占据全部表面,导致其cmc较小。cmc也可以理解为表面相挤不下更多的表面活性剂分子,而形成胶束溶解在水中时的表面活性剂浓度~~大概就是这样子。cmc随链长变化规律很好,但是gama-cmc随链长变化规律性不强,这是由于碳链折叠造成的,有机会再说说那个事~~
还是很感谢你能给我这么详细的回答!但是还是没有解释清楚”为什么长的疏水链的疏水性更大”。大神能否从分子之间的相互作用帮帮我解释一下。比如说长的疏水链的表活剂的分子通过那些相互作用(可能是 ... 就是说“为什么疏水链(碳氢链、碳氟链等)长的疏水性大”是吧~~感觉这个问题很郁闷啊~只考虑直链烷基的话有如下一些情况:第一,疏水性大小与链长:比如1 mol c8表面活性剂中有8个ch3&ch2,而1 mol c12表面活性剂则有12个ch3&c2,在每个ch3/ch2疏水能力相近的情况下,c12疏水性更大;可以参考为甲醇/乙醇、丙醇、丁醇直到十二醇的水溶性变化趋势~~第二,疏水性来源:这个很复杂,先要考虑”溶质加入后,整个溶液的自由能变“变化趋势,要是自由能变为正,则溶质溶解过程自发,反之则不自发,表现出来就是溶质不溶于溶剂;溶质加入后,发生了两个事件”形成新的氢键、破坏了水的有序结构“,前者促进溶解过程,后者阻碍溶解过程;然后疏水链(碳氢链、碳氟链等)后一个作用显著,故而显示出疏水性;第三,疏水性来源:这个更麻烦~~假设溶质溶解在溶剂中,由于产生了新的氢键,溶质本身的能量一定是降低的~但水的有序结构破坏又使溶液整体能量水平升高,当后者更显著时,溶液就会倾向于恢复到未加溶质的低能量状态,把溶质"挤出"溶剂;这样就会有”分相“”沉淀“等现象,表面活性剂胶束形成也有类似的因素;但是这个过程是什么力驱动的,我还不是很清楚~因为从上述叙述上讲,溶解与否主要看溶质-水分子间的相互作用,尤其是在表面活性剂体系这种低浓度体系,因此疏水相互作用不是主导~~疏水性大概就是这样子~,
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