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讲义 3.5资料文件与下载

3.5 胶束化性质理论应用实例-科学实验.pdf---点此下载文件

讲义 3.5

3.5 一滴洗洁精的魅力

1 实验步骤

先将牛奶倒入表面皿中，再将多种不同颜色的颜料滴在牛奶上，这时，我们发现，颜料是平铺在牛奶上面，基本没有分散。如果，此时，加入一滴洗洁精，会发生什么样的变化呢？请同学们注意观察！我们会惊奇的发现，颜料在牛奶上迅速的分散开来，呈现出五彩斑斓的色彩。我们不仅会产生这样的疑问：洗洁精为什么可以使颜料发生如此大的分散变化呢？是洗洁精的什么化学成分导致了这种现象？

2 实验原料化学结构分析

我们来看一下，表面活性剂前面学到的两个性质，表面张力和胶束化性质可否来解释这个实验。

我们先分析一下实验所用原料的化学结构。

第一，洗洁精的结构。利用我们前面所学的知识，我们知道，洗洁精的有效成分是洗涤用的表面活性剂，也就是一端亲水一端亲由的结构，我们用圆形球和长棒来表示。

第二，牛奶是什么结构呢？我们来看牛奶的成分，牛奶中87%是水，另外还含有脂肪、蛋白质和乳糖等，简单来说，牛奶大部分是水或可溶于水的乳糖，还有部分脂肪等油溶性物质，这两大类物质是不混溶的，应该分层，但我们看到的牛奶是个相对比较均匀的体系，并没有分层，说明水跟脂肪类油形成了一种混合体系，这个体系也就是我们课程中讲到的油水混合体系中油少的情况下，在表面活性剂作用下，形成了水包油的乳液。

有同学会问，要想形成乳液，必须有具有乳化能力的表面活性剂啊，牛奶里的表面活性剂是什么啊？

也就是动物身体在产生奶的过程中，身体中肯定是产生了表面活性剂的，包括我们人类。那么，这个表面活性剂来源于哪里呢？其实动物体中的表面活性剂非常多，特别是从外界摄入的食品当中的，例如我们吃的鸡蛋黄中含有的重要成分卵磷脂，它是一类表面活性剂。

另外，我们动物的身体结构当中，也有表面活性剂，我们看一下细胞膜的结构图1，它是由磷脂组成的双分子层和掺杂在层里面的一些大的蛋白质和聚多糖组成。注意看一下，这个磷脂组成的双分子层，大家应该看着非常眼熟，他是什么呢？其实就是胶束化性质中所讲到的，表面活性剂的一种自组装形式，双分子层这种形式。那么，磷脂，是不是一种表面活性剂呢？我们来看它的分子结构，在它的分子式里啊，一端是长链的烷烃，亲油性的基团，而另一端呢，是磷酸酯、甘油酯和胺等亲水性基团，很明显，它符合表面活性剂的结构特点，特殊的地方在于，它的亲油端是两条长链的烷烃，这是表面活性剂的一大类，双尾结构的表面活性剂。用我们在胶束化性质中所讲的堆积常数与组装形式关系联系起来，那么这个双尾结构也就导致磷脂分子的亲油端体积大，分子类似圆柱形，堆积常数P=1，此时，也就是组成了双分子层。利用我们所学的胶束化基础知识，可以非常完美的解释动物细胞膜的双分子层结构。那么，也就说明了，动物体内不仅会摄入表面活性剂，体内组织也有表面活性剂，所以说，动物是可以把体内的水、脂肪油脂在表面活性剂作用下，转化为水包油的牛奶乳液的。

图1 细胞膜结构分析

讲到这里，我们就完全可以理解，在第三章开端，我们提到的，英国著名界面科学家Ckint讲到的一句话，没有了表面活性剂，人也没了。从刚才的分析我们知道，人的细胞膜是由磷脂表面活性剂组成的，没了表面活性剂，人可不就没了么。

好，这样，我们把牛奶的结构深刻理解了。

实验当中用到的第三种物质，颜料，它是水性的颜料，它的结构呢，我们可以用五彩的圆形来表示，类似于表面活性剂的亲水端。

3 实验过程模拟

对实验当中的原料结构了解之后，我们来模拟一下实验过程如图2。

当我们把水性颜料滴入牛奶中时，由于牛奶是水包油的乳液，里面是由很多小液滴组成的，液滴大小在微米级别，对分子来说非常大，虽然乳液液滴外为水环境，但亲水性颜料分子要在牛奶中分散，会受到小液滴的阻力，向外扩散的能力有限，所以，我们在试验中看到，颜料有在牛奶上扩散，但分散的范围有限。

而当滴入洗洁精时，洗洁精分子的亲油端跟水性颜料接触到时，会有很强的排斥力，使部分颜料迅速往外层扩散，这就是视频中我们看到的滴入洗洁精1秒时的现象。此后，洗洁精表面活性剂亲水端吸附着亲水性的颜料，同时，由于牛奶中小液滴乳液表面为亲水基团，洗洁精分子的亲水端还会吸附在牛奶的水包油小液滴的表面上，就会带动颜料跟随牛奶中的液滴进行扩散。

图2 实验过程简图

同学们可能还会想到，之所以发生这么大的变化，从力的角度考虑，应该是因为，洗洁精中表面活性剂降低了牛奶体系的表面张力，这也是表面活性剂的根本作用，降低表面张力。表面张力降低，也就是颜料在牛奶中的分散阻力变小，这样，颜料才可以在牛奶中迅速扩散，但颜料不能进入牛奶水包油小液滴的内部，因为液滴内部为包含的油溶性物质，所以，我们会在体系中发现，颜料并不是非常均匀地分散开。

通过颜料在牛奶中的扩散实验，结合我们所学的表面活性剂结构和性质知识，分析牛奶结构，从分子组装胶束化性质和表面张力两种角度。来解释了实验现象。

4 延伸-牛奶与奶粉

其实，我们生活中的很多问题或现象，都可以尝试用表面活性剂的基础知识来解释它。例如，为什么儿童通常喜欢母乳，而不喜欢奶粉冲配的奶？是不是它们的化学成分和营养物质的区别？例如，是不是乳糖的含量不一致？母乳和冲制的奶，它们都可以满足儿童生长的需求，物质含量不会有那么大差别，而且儿童奶粉的成分，基本是依据母乳来配置的，跟普通奶粉相比，是额外加了乳糖。那，儿童对母乳的这种特殊爱好，是不是由于母乳物理结构上的不同？比如，里面小液滴大小是不是不一样？是不是都是乳液结构？是不是这种物理结构的不同而影响了儿童食用时感官上的不同呢？这些有趣而实用的问题呢，还有待同学们用我们所学的理论知识去剖析它。


下一节:辅助教学材料-一滴洗洁精的魅力 棉签版

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精细化学品生产工艺学课程列表：

第一章 绪论

-0 课程简介和参考资料

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-1.1 精细化学品的定义和分类

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--讨论：精细化学品分类

-1.2 精细化工的特点

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--讨论：精细化工的特点

-1.3 精细化工现状和发展趋势

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--讨论：精细化工企业规模发展

-1.4 精细化工原料及林产精细化工

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--讨论：【思政教育】透过精细化工行业，如何看美国、中国和非洲发展？在专业领域，我们能做什么？

--讨论：【知识点拓展】天然产物精细化学品

--辅助教学材料-皂荚树挂果情况

--辅助教学材料-皂荚果实、皂荚种仁、皂荚树培育区、挂果皂荚树

-1.5 拓展-访谈：精细化工中的法律知识

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-1.6 拓展-讲座 甘露聚糖胶研究与应用

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-讨论：【课程拓展】精细化工中的科技英语

-讨论：精细化学品与“摆摊经济”

-作业：【北林混合式教学线上学习要求】第一章笔记

-第一章 绪论 学习重点及知识点结构导图

-考核-讨论：由精细化工中的法律知识谈职业素养

第二章 单元反应

-2.1-1 先修知识介绍-有机化学基础知识

--视频（附件含PPT）2.1-1

--讲义 2.1-1

--习题 2.1-1

-2.1-2 先修知识介绍-淀粉和纤维素化学结构

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-2.1-3 先修知识介绍-松脂简介

--视频（附件含PPT）2.1-3

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--习题 2.1-3

--讨论：琥珀与松香

--辅助教学视频-落叶松

--辅助教学视频-普通松香与歧化松香

-2.2 单元反应-卤化、磺化、羟基化和酰化反应

--考核-视频（附件含PPT）2.2

--讲义 2.2

--考核-习题 2.2

--参考文献：溴化反应举例

-2.3 单元反应-硝化与亚硝化、氨解、重氮化、烷基化与环化反应

--考核-视频（附件含PPT）2.3

--讲义 2.3

--考核-习题 2.3

-2.4 单元反应-氧化与还原、歧化及其它反应

--考核-视频（附件含PPT）2.4

--讲义 2.4

--考核-习题 2.4

-第二章 单元反应汇总

--第二章 单元反应 学习重点及框架结构导图

--松香单元反应汇总-1

--松香单元反应汇总-2（附件含PPT）

--松香基衍生物合成相关文献资料

-讨论：林产资源及可进行的单元反应

-讨论：以某类精细化学品为例，分析其生产中的单元反应

-作业：【北林混合式教学线上学习】第二章 笔记

-考核-讨论：谈谈对梁希精神的理解

-作业：梁希混合式教学笔记（松香树脂酸反应汇总）

第三章 表面活性剂

-3.1 表面活性剂概述

--考核-视频（附件含PPT）3.1

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--习题 3.1

--讨论：日用品之企业

-3.2-1 表面活性剂基础知识-概念

--考核-视频（附件含PPT）3.2-1

--讲义 3.2-1

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--辅助视频-鸡尾酒配置

--辅助教学视频-彩虹糖水

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--辅助教学视频-水上运动

--讨论（视频）-动感油滴工艺品

--讨论（视频）-超疏水木材疏水效果

--讨论：鸡尾酒中的课程知识

-3.2-2 表面活性剂基础知识-结构和分类

--考核-视频（附件含PPT）3.2-2

--讲义 3.2-2

--考核-习题 3.2-2

--参考文献：6分39秒以及11分50秒

--讨论（视频）-跳舞的泡泡

--讨论：使用氨基酸表面活性剂的洁面究竟对皮肤有什么好处呢？

-3.2-3 表面活性剂基础知识-表面张力

--考核-视频（附件含PPT）3.2-3

--讲义 3.2-3

--考核-习题 3.2-3

--讨论：表面张力的应用实例分析

-3.2-4 表面活性剂基础知识-胶束化性质

--考核-视频 3.2-4

--讲义 3.2-4

--考核-习题 3.2-4

--参考文献：堆积理论

--讨论：胶束化性质知识点解析

-3.2-5 表面活性剂基础知识-CMC值测定方法

--考核-视频（附件含PPT）3.2-5

--讲义 3.2-5

--考核-习题 3.2-5

--期刊论文-滴体积法测定表面活性剂溶液临界胶束浓度的新方法

-3.2-6 表面活性剂基础知识-HLB值及其它性质

--考核-视频（附件含PPT）3.2-6

--讲义 3.2-6

--考核-习题 3.2-6

-3.2-7 表面活性剂基础知识-作用

--考核-视频（附件中含PPT）3.2-7

--讲义 3.2-7

--考核-习题 3.2-7

--辅助教学视频-反泡泡

--辅助教学材料-洗发水与护发素成分对比

--参考文献： 10分10秒 表面活性剂在无机材料中应用

--讨论：面霜 护手霜可否用来擦皮鞋？

--讨论（视频）：眼镜防雾小妙招

-3.2-8 表面活性剂基础知识-影响表面活性剂性能的因素

--考核-视频（附件中含PPT）3.2-8

--讲义 3.2-8

--参考文献： 12分

--习题 3.2-8

--辅助教学视频-食盐对洗洁精粘度的影响

--讨论（视频）：隐性眼镜护理液和洗洁精的乳化效果

-3.3-1 松香合成表面活性剂-歧化松香

--考核-视频（附件中含PPT）

--讲义 3.3-1

--考核-习题 3.3-1

-3.3-2 松香合成表面活性剂-歧化松香胺

--视频（附件中含PPT）

--讲义 3.3-2

--习题 3.3-2

-3.3-3 松香合成表面活性剂-松香基表面活性剂

--考核-视频（附件中含PPT）3.3-3

--讲义 3.3-3

--习题：3.3-3

--参考文献：6分20秒

--参考文献：6分40秒

--参考文献：8分

--参考文献-非视频内引用1

--参考文献-非视频内引用2

--讨论：松香基表面活性剂相关研究

-3.4 常用表面活性剂产品

--视频（附件中含PPT）3.4

--讲义 3.4

--习题：3.4

--讨论：日用品中的表面活性剂

--讨论：洗涤用品中的表面活性剂

-3.5 拓展-实验：一滴洗洁精的魅力

--考核-视频 3.5

--讲义 3.5

--习题 3.5

--辅助教学材料-一滴洗洁精的魅力 棉签版

--辅助视频-洗洁精魅力系列

-第三章 表面活性剂汇总

--第三章 表面活性剂汇总-1

--第三章 表面活性剂汇总-2

-作业：【北林混合式教学线上学习】第三章 笔记-1

-作业：【北林混合式教学线上学习】第三章 笔记-2

-第三章 表面活性剂 学习要点及框架结构导图

-考核-讨论：表面活性剂的“神奇之处”

-前三章知识点翻转课堂（含实验）

-作业：前三章讨论课总结（需上传）

-作业：梁希混合式第三章笔记

第四章 胶粘剂

-4.1 胶粘剂概述

--考核-视频（附件含PPT）4.1

--讲义 4.1

--考核-习题 4.1

--辅助教学食品-牛奶蛋白胶

--辅助教学食品-自制史莱姆

--讨论：你所用过的胶粘剂

-4.2 植物单宁胶粘剂

--考核-视频（附件含PPT） 4.2

--讲义 4.2

--考核-习题 4.2

-4.3 松香胶粘剂

--考核-视频（附件含PPT） 4.3

--讲义 4.3

--习题 4.3

--辅助教学视频-松香胶粘剂？

--讨论：松香经改性可用作哪些胶粘剂？

-4.4 拓展-访谈：软包装胶粘剂

-- 视频（附件含PPT） 4.4

--讲义 4.4

--习题 4.4

--讨论：软包装胶粘剂的结构特征

-第四章 胶粘剂 学习要点及思维导图

-第四章 胶粘剂笔记（北林林化17）

-讨论：家装胶粘剂

-考核-讨论：单宁制备胶粘剂的优缺点？

第五章 食品添加剂

-5.1 食品添加剂概述

--考核-视频（附件含PPT）5.1

--讲义 5.1

--考核-习题 5.1

--辅助教学视频-饮料中的色素

--辅助教学视频-食品制作-泡打粉与小苏打

-5.2 食品抗氧化剂

--考核-视频（附件含PPT）5.2

--讲义 5.2

--考核-习题 5.2

--讨论：抗氧化剂与防腐剂

--讨论：植物单宁抗氧化剂与植物单宁胶粘剂

-5.3-1 食用香料概述

--考核-视频（附件含PPT）5.3-1

--讲义 5.3-1

--习题 5.3-1

-5.3-2 食用香料-天然食用香料生产

--考核-视频（附件含PPT）5.3-2

--讲义 5.3-2

--考核-习题 5.3-2

--辅助教学视频-精油蒸馏实验教学视频

--辅助教学资料-迷迭香原料

--辅助教学资料-洋甘菊原料

--辅助教学资料-薰衣草原料

-5.3-3 食用香料-香料单离技术

--考核-视频（附件含PPT）5.3-3

--讲义 5.3-3

--考核-习题 5.3-3

-5.3-4 食用香料-合成食用香料

--视频（附件含PPT）5.3-4

--讲义 5.3-4

--习题 5.3-4

-5.3-5 实验：天然苯甲醛合成

--视频（附件含PPT）5.3-5

--讨论：天然食用香料

-5.4 拓展-实验：糖尿病患者应该如何吃糖

--考核-视频（附件含PPT）5.4

--讲义 5.4

--习题 5.4

--讨论：甜味剂

-5.5 拓展-访谈：食品添加剂的安全问题

--视频（附件含PPT）5.5

--讲义 5.5

--习题 5.5

-讨论：天然色素-精细化工之“色彩”

-第五章 食品添加剂 学习要点及思维导图

-第五章 笔记

-考核-讨论：身边的食品添加剂

第六章 医药制剂

-6.1 医药制剂概述和银杏叶制剂

--考核-视频（附件含PPT）6.1

--讲义 6.1

--考核-习题 6.1

--辅助教学材料-产鹿茸鹿视频

--辅助教学资料--悦康药业银杏叶提取物注射液

--讨论：天然产物医药制剂的优势及应用

-6.2 松节油合成冰片

--考核-视频（附件含PPT）6.2

--讲义 6.2

--习题 6.2

--讨论：医药中间体行业

-6.3 拓展-访谈：医改形式下的医药发展

--视频（附件含PPT）6.3

--讲义 6.3

--习题 6.3

--讨论：对新药研发的认识

-6.4 拓展-讲座：松节油基萜类驱避剂与驱避机理的新认识

--视频 6.4（含PPT pdf版）

--讲义 6.4

--讨论：驱避剂产品与驱避机理

-第六章 医药制剂笔记（北林林化17课程要求）

-第六章 医药制剂 学习要点及知识点导图

-考核-讨论：医药、保健品和医药发展

第七章 造纸化学助剂

-7.1 造纸助剂概述

--考核-视频（附件含PPT）7.1

--讲义 7.1

--考核-习题 7.1

--辅助教学视频-防火纸实验

--讨论：对纸的认识

-7.2 造纸施胶剂概述

--考核-视频（附件含PPT）7.2

--讲义 7.2

--考核-习题 7.2

-7.3 强化松香施胶剂

--视频（附件含PPT）7.3

--讲义 7.3

--习题 7.3

--讨论视频：松香施胶剂的认识

--讨论：造纸施胶剂种类与生产原理

-7.4 纸张增强剂

--考核-视频（附件含PPT）7.4

--讲义 7.4

--考核-习题 7.4

-第七章 造纸助剂 学习要点及思维导图

-第七章 造纸助剂笔记

-考核-讨论：造纸助剂及其作用

-作业：梁希混合式教学笔记（4-7章内容）

第八章 涂料

-8.1 概述

--考核-视频（附件含PPT）8.1

--讲义 8.1

--考核-习题 8.1

-8.2 松香在涂料中应用

--视频（附件含PPT）8.2

--讲义 8.2

--习题 8.2

-8.3 带锈涂料

--考核-视频（附件含PPT）8.3

--讲义 8.3

--考核-习题 8.3

--第八章 涂料笔记

-第八章 涂料 学习要点及结构导图

-考核-讨论：特种涂料

第九章 其它精细化学品

-9.1-1 油墨概述

--考核-视频（附件含PPT）9.1-1

--讲义 9.1-1

--考核-习题 9.1-1

-9.1-2 油墨结构与生产过程

--考核-视频（附件含PPT）9.1-2

--讲义 9.1-2

--考核-习题 9.1-2

-9.1-3 松香在油墨中的应用

--视频（附件含PPT）9.1-3

--讲义 9.1-3

--习题 9.1-3

--讨论：松香衍生物及其应用

-9.2 活性炭纤维

--考核-视频（附件含PPT）9.2

--讲义 9.2

--考核-习题 9.2

--第九章其它精细化学品笔记

-第九章 其它精细化学品 学习要点、结构导图和精华笔记

-考核-讨论：你所感兴趣的功能材料及其功能性或特殊性

-作业：梁希混合式教学笔记（8-9章）

第十章 精细化学品的分析

-10.1 碳和氢元素分析

--视频（附件含PPT）10.1

--讲义 10.1

--考核-习题 10.1

-10.2 氮元素分析

--视频（附件含PPT）10.2

--讲义 10.2

--考核-习题 10.2

-10.3 硫和卤素分析

--考核-视频（附件含PPT）10.3

--讲义 10.3

--考核-习题 10.3

-10.4 精细化工产品的仪器分析法

--考核-视频（附件含PPT）10.4

--讲义 10.4

--考核-习题 10.4

-第十章 精细化学品的分析检测 学习要点、结构导图及精华笔记

-第十章 精细化学品的分析笔记

-考核-讨论：某种精细化学品的分析和鉴定

拓展-讨论课视频分享

-北林林化讨论课视频

--北林林化09 大学生创业-轮船涂料-宣传片

--北林林化12-戏说苹果醋

--北林林化13-比厨招亲

--北林林化16-来一起制作泡泡液吧

--北林林化16-手工皂制作

--北林林化17讨论课视频汇总

--北林林化16-洗衣粉、洗衣液、洗洁精和肥皂对可乐、口红、红油和泥土的去污能力对比

--北林林化16-天然色素与洗洁精的碰撞

-线下拓展课程-一滴洗洁精实验2019秋

讲义 3.5笔记与讨论

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