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加入少量该物质就能显著降低溶液表面张力并改变体系界面状态的物质叫表面活性剂。
2.
表面活性剂的一般作用有哪些?
(1)润湿、渗透作用
(2)乳化和破乳作用
(3)增溶作用热力学稳定体系
(4)起泡和消泡作用
3.根据亲水基团的特点表面活性剂分哪几类?
各举几个实例。
根据亲水基团的特点表面活性剂分为:
(1)阴离子型表面活性剂。
如羧酸盐型阴离子表面活性剂硬脂酸钠、磺酸盐型阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠等。
(2)阳离子型表面活性剂。
如季铵盐型阳离子表面活性剂新洁尔灭等。
(3)两性离子表面活性剂。
如甜菜碱型两性离子表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱。
(4)非离子型表面活性剂。
如月桂醇聚氧乙烯醚(AEO-9)等。
4.试述直链烷基苯磺酸钠阴离子表面活性剂的结构、合成方法、主要性能和用途。
直链烷基苯磺酸钠阴离子表面活性剂的结构为:
合成方法:
苯烷基化制得烷基苯然后用三氧化硫或发烟硫酸进行磺化来制得烷基苯磺酸,最后用碱中和制得产品。
主要性能:
比较稳定,特别是磺酸盐型应离子表面活性剂在酸性、碱性及氧化剂(如次氯酸盐、过氧化物等)溶液中稳定性都很好。
阴离子表面活性剂一般发挥表面活性剂的基本性质,如润湿、渗透、乳化、分散、增溶、起泡、消泡、洗涤、去污等。
5.试述烷烃和烯烃磺酸钠阴离子表面活性剂的结构、合成方法、主要性能和用途。
烷烃和烯烃磺酸钠阴离子表面活性剂的结构:
主要性能和用途:
SAS有与LAS类似的发泡性和洗涤效果,且水溶性好。
其主要用途是复配成液体洗涤剂,如液体家用餐具洗涤剂。
SAS的缺点是,用它作为主要成分的洗衣粉发粘、不松散。
因此只用于液体配方中。
AOS与LAS的性能相似,但对皮肤的刺激性稍弱,生化降解的速度也稍快。
AOS的主要用途是配制液体洗涤剂和化妆品。
6.试述脂肪醇硫酸盐和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐阴离子表面活性剂的结构、合成方法、主要性能和用途。
脂肪醇硫酸盐和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐阴离子表面活性剂的结构:
ROSO3Na
FAS的抗硬水性较好,但耐水解能力较差,尤其在酸性介质中,易水解成脂肪醇与硫酸盐(含c-o-s键)。
主要用途是配制液状洗涤剂、餐具洗涤剂、各种香波、牙膏、纺织用润湿和洗净剂以及化学工业中的乳化聚合。
此外,粉状的FAS可用于配制粉状清洗剂、农药用润湿粉剂。
脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES)实际上是一种混合型表面活性剂。
由于分子中加入了乙烯氧基使其具有很多优点,如抗硬水性强,泡沫适中而稳定,溶解性好,去污力比LAS和FAS更强,润湿性、乳化性、增溶性也都有所增加。
缺点是在酸性和强碱性条件下不稳定,易于水解。
AES是家用洗涤剂配方中最主要成分之一。
7.写出渗透剂T和胰加漂T的结构式和合成方法。
8.什么是HLB值如何计算
HLB值是亲水-亲油平衡值(Hydrophilic-LipophilicBalance)。
表面活性剂分子中亲水基的强度与亲油基的强度之比值,就称为亲水亲油平衡值,简称HLB值。
也就是亲水基和亲油基具有的综合亲水亲油效应。
HLB值的计算:
(1)一般表面活性剂的计算:
HLB值=∑(亲水基团的HLB值)+∑(疏水基团的HLB值)+7;
(2)聚乙二醇型和多元醇型非离子表面活性剂的HLB值=亲水基部分式量/表面活性剂的分子式量×
100/5;
(3)多元醇的脂肪酸酯及环氧乙烷加成物的HLB值=20(1-皂化值/脂肪酸酸值)。
9.什么是浊点浊点与非离子表面活性剂结构间有什么关系
非离子型表面活性剂的溶解度随着温度的升高而降低。
当加热一定浓度的某非离子表面活性剂溶液到达一定温度时溶液会出现浑浊,此温度称为该表面活性剂的浊点。
非离子型表面活性剂的亲水作用依赖于醚氧或其他氧、氮等杂原子与水的相互作用或形成氢键。
所以,这些杂原子在表面活性剂的分子结构中越多其溶液的浊点越高。
10.试述脂肪醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂的结构、合成方法、主要性能和用途。
脂肪醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂的结构:
合成方法:
稳定性高,不受无机盐影响,也不受pH值影响,与其他类型表面活性剂的相容性好,无毒,易生物降解。
非离子表面活性剂去除油性污垢的能力很强,而且具有防止污垢在合成纤维表面再沉积的能力。
它们的临界胶束浓度也比离子型表面活性剂低一到二个数量级。
11.试述烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂的结构、合成方法、主要性能和用途。
它具有优良的洗涤性能,化学稳定性好,高温下遇酸碱也不被破坏,价格较低。
缺点是生物降解性差,对鱼类有毒性。
12.试述脂肪酸失水山梨醇酯和脂肪醇失水山梨醇聚氧乙烯醚的结构、主要用途和合成方法。
用作性乳化剂、增溶剂、扩散剂、稳定剂、抗静电剂、润滑剂和洗涤剂。
13.试述烷基葡萄糖苷(APG)的性能、用途和合成方法。
为什么说APG是绿色表面活性剂?
APG的性能与烷基碳链的长度有关,烷基碳原子在8~10范围内有增溶作用;
10~12范围内去污作用良好;
若更长则有乳化作用(W/O型)乃至润湿作用。
优点:
溶解性好,不易受温度的影响。
对皮肤刺激性小。
对人体温和、无毒。
用途广泛。
14、简述表面活性剂性质和用途。
答:
基本性质:
润湿、渗透、乳化、分散、增溶、起泡、消泡、洗涤、去污等。
如在印染等中用作润湿剂、渗透剂、分散剂、增溶剂;
在农药、香精等中用作乳化剂;
在选矿、石膏板制造、牙膏等中用作发泡剂;
在造纸中用作消泡剂;
在工业生产和日常生活中用作去污剂和洗涤剂等。
附加性质:
润滑柔软性、杀菌性、抗静电性、匀染性、防水性等。
如在纺织中用作润滑柔软剂、抗静电剂;
在印染中用作匀剂;
在医疗卫生中用作杀菌剂;
在雨具生产中用作防水剂等。
第三章染料和颜料
1.
光和色间有什么关系染料的发色理论有哪些简述各理论要点。
经典的发色理论认为,有机化合物至少要有某些不饱和基团存在才能发色,Witt(1876)提出该学说并把这些基团称为发色团。
如乙烯基-CH=CH-、硝基、羧基、偶氮基-N=N-等。
增加共轭双键,颜色加深。
羧基增加,颜色也加深。
随后,Armstyong(1888)提出了有机化合物发色是和分子中醌型结构有关的理论。
该理论在解释三芳甲烷类化合物及醌亚胺类染料的发色时取得了成功。
近代发色理论是建立在量子力学的分子轨道理论基础上的。
当共轭链增长到一定程度时,在可见光(400~760nm)范围内吸收,从而物质呈现出吸收光谱色的补色。
总之,物质的颜色,主要是由于物质分子中的电子在可见光作用下,发生了π-π*或n-π*跃迁的结果。
2.有机染料按化学结构分为哪几类按功能应用为哪几类
按染料的结构分为:
偶氮染料、蒽醌染料、硝基和亚硝基类染料、靛族染料、硫化染料、芳甲烷染料、菁系染料、酞菁染料和杂环类染料等。
按染料的应用分为:
酸性染料、中性染料、直接染料、还原染料、分散染料、硫化染料、活性染料、冰染染料和阳离子染料等。
3.
什么是重氮化反应什么是偶合反应简述影响重氮化反应和偶合反应的主要因素。
芳香族伯胺在低温下与亚硝酸反应生成重氮盐的反应,称为重氮化反应。
重氮盐与芳香族胺或酚反应生成偶氮化合物的反应,称为偶合反应。
影响重氮化反应的因素有:
无机酸的用量、反应温度、芳胺的碱性、亚硝酸纳的用量。
无机酸与亚硝酸纳反应生成亚硝酸,亚硝酸与芳胺反应生成重氮盐时消耗1mol无机酸,所以理论上2mol的无机酸即可,但实际需3~4mol,因须无机酸溶解芳胺成铵盐,否则生成的重氮盐会与芳胺反应生成重氮氨基化合物;
升温可加快重氮化速度,同时亚硝酸和重氮盐的分解速度也加快,所以一般在0~5℃;
芳胺的碱性越强越利于N-亚硝化,从而越利于重氮化,但酸性条件的铵盐也越稳定,又不利于重氮化,所以芳胺的碱性既不能太强也不能太弱;
重氮化时亚硝酸纳应保持过量,反应完毕应用尿素或芳胺除去过量的亚硝酸,否则他能促使重氮盐的分解和影响下一步的偶合反应。
影响偶合反应的因素有:
重氮与偶合组分的性质、介质的pH值、反应温度、电解质的浓度等。
从偶合反应的机理可知,偶合反应是亲电取代反应。
因此当重氮组分上连有吸电子取代基的时候,有助于加强重氮盐的亲电性,使偶合反应容易进行;
若重氮组分上连有供电子取代基时,就会减弱重氮盐的亲电性,使偶合反应不易进行。
偶合组分上连有供电子基时,使芳环上的电子云密度增大,有利于偶合反应的进行;
若连有吸电子基时则偶合不易发生。
当偶合组分为芳胺,pH<5时,随着介质pH值的增加,偶合速度增加;
当pH增加到5时,偶合速率与pH关系不大。
当pH>9时反应速率便开始下降了。
开始反应速率增大是因为游离芳胺浓度增大之故。
当偶合组分为酚时,随着pH的增加,偶合速率也增大,当pH>9时,反应速率达到最大值,再增加pH反应速率也会降低(转变为反式重氮酸盐)。
开始pH增加反应速率增大的原因是,pH增加有利于酚类负离子的生成,增加了反应活性,从而增加了反应速率。
4.写出溴靛蓝的合成路线。
5.何谓冰染染料何谓色基和色酚
在冰冷却下,由其重氮盐组分(又称色基)和偶合组分(又称色酚)在棉纤维上发生偶合反应,生成不溶于水的偶氮染料,从而达到染色的目的一类染料叫冰染染料。
色基是冰染染料的重氮部分,又称显色剂。
多数为不含可溶性基团的芳胺化合物或氨基偶氮化合物。
色酚是冰染染料的偶合部分,用来与重氮盐在棉纤维上偶合生成不溶性偶氮染料的酚类,也称打底基。
大多不含磺酸基或羰基等水溶性基团,而是含有羟基的化合物。
6.何谓活性染料活性染料在结构上有何特点活性染料分子由哪几部分构成活性染料主要有哪几种活性基
活性染料又称反应性染料,指能与纤维发生化学反应的一类染料。
活性染料分子中含有能与纤维素中的羟基和蛋白质纤维中的氨基发生反应的活性基团,染色时与纤维生成共价键,生成“染料-纤维”化合物。
活性染料分子包括母体及活性基团两个主要部分。
按母体染料不同一般可分为偶氮型、蒽醌型、酞菁型等。
其中偶氮染料色谱齐全,品种最多。
根据活性基团的不同进行分类,可以分为均三嗪型、乙烯砜型、嘧啶型、膦酸型等。
目前在生产和应用上仍以均三嗪型和乙烯砜型为主,其中均三嗪型几乎占了活性染料的一半左右。
第四章香料香精
一、问答题
1.什么为香势用什么表示
香势即香的强度。
定性表示时用特强、强、平、弱、微来表示;
定量表示用阈值来表示。
2.动物性天然香料有哪些?
麝香、灵猫香、海狸香、龙涎香和麝鼠香。
常用的是麝香、灵猫香、海狸香和龙涎香。
3.香气有几种分类法各有什么特点
(1)里曼尔(Rimmel)分类法;
(2)罗伯特(Roberts)分类法,也分为18类。
加入了合成香料;
(3)克拉克(Crockor)分类法,将“香”分为芳香(fragrant)、酸香(acid)、焦香(burnt)、脂香(caprylic)四个基本类型,认为每种香料都具有这四种基本“香”。
香气的强度用数字来表示,1为最弱,8为最强。
这种分类法,称之为四位号码法;
(4)杰里克(Jellinek)分类法,根据人们对气息效应的心理反应,将香气归纳为动情效应的香气、抗动情效应的香气、麻醉性效应的香气、及兴奋性效应的香气四大类;
(5)三角形分类法;
特点是:
⑴将香气分为动物性香气、植物性香气和化学性香气三大类。
⑵在三角形同一边上的香气性质相似,相邻的更具有相似性。
⑶在三角形不同边上的香气性质相反。
4.香气主要有几种韵调和香调?
四种香韵:
柔、刚、清、浊。
淳、润、鲜、清、凉、幽、辛、干、宿、腻、温、圆十二种香调。
5.乳化香精中的增重剂有哪些?
醋酸异丁酸蔗糖酯、松香酸甘油酯、达玛酸和溴化植物油
6.香精按形态分为哪几类?
液体香精:
水溶性香精、油溶性香精、乳化香精;
固体香精:
担体吸收型粉末香精、粉碎型粉末香精、喷雾干燥型粉末香精、冷冻干燥型粉末香精。
7、影响乳化香精稳定性的主要因素有哪些?
①分散相(油相)粒子大小的影响分散相粒子的直径大于2μm时,两相分离;
在1~2μm时,为乳白色;
在1~0.1μm时,为蓝白色;
在0.1~0.05μm时,呈半透明体;
小于0.05μm时,为透明澄清液。
用于饮料时粒度在0.5~1.2μm之间为宜。
②油相相对密度与水相相对密度的影响 汽水的糖度是12°
~13°
,相对密度为1.04~1.05。
橘子油、甜橙油的相对密度在0.84~0.86,高浓度的在0.86~0.89。
油相应密度应在1.01~1.03之间。
所以油相需加增重剂。
③水相黏度的影响适当增加黏度有利,但过大会带来加工困难和使用的不便。
④乳状液粒子电位差的影响电位差在-80~100mV时体系比较稳定。
水中金属离子能破坏乳液体系的双电层结构,是稳定性降低。
⑤HLB值的影响 HLB值在8~18之间为宜。
二、名词解释
1.单离香料:
是指通过物理的或化学的方法从天然香料中分离出来的单体香料化合物。
是一种纯净物,可用于调配香精和其他用途。
2.香精:
用天然香料和人造香料按一定的配方调和成预定香气的产品或由发酵、酶解、热反应等方法制造的含有多种香成分的混合物。
用调配的方法制备的香精又称为调和香料。
香精有一定香型,如玫瑰香精、茉莉香精、薄荷香精、檀香香精、菠萝香精、咖啡香精、牛肉香精等。
3.咸味食品香精:
由热反应香料、食品香料化合物、香辛料(或其提取物)等香味成分中的一种或多种与食用载体和/或其他食品添加剂构成的混合物,用于咸味食品的加香。
4.微胶囊粉末香精:
采取微胶囊工艺,将香料、辛香料、精油或油树脂包裹在某种载体基质中使其成为壁厚~200µ
m、直径5~500µ
m的微小胶囊。
它为具有流动性的干性物质,提高了香精的稳定性,使香气稳定释放。
三、选择填空
1、香料化合物的分子骨架对其香味有很大影响。
具有肉香味的香料分子一般具有[C]的结构特征。
A.B.
C.(X为S或O)D.
2、在咸味食品香精生产工艺中,HAP代表[D]
A.单体氨基酸B.还原糖C.辛香料D.水解动物蛋白
3、日用香精分为花香型日用香精和非花香型日用香精两类。
其中非花香型日用香精又可以分为模仿型和创香型(幻想型)两大类。
4、在香精生产过程中,可作贮存容器的是不锈钢容器、玻璃容器、搪瓷衬里碳钢容器。
5、香精是由香料按照一定的配方调和而成的。
按照香料在香精中所起的作用可分为主香剂、头香剂、辅助剂、定香剂。
6、日用香精分为花香型日用香精和非花香型日用香精两类。
其中非花香型日用香精又可以分为模仿型和创香型两大类。
第五章农药
1.什么叫农药农药的种类有哪些
所谓农药主要是指用来防治农作物的病害、虫害、草害、鼠害和调节植物生长的药剂。
广义地说,除化肥以外,凡是可以用来提高和保护农业、林业、畜牧业、渔业生产及环境卫生的化学药品,都叫做农药。
按防治对象和用途分为:
杀虫剂、杀菌剂、除草剂、植物生长调节剂、杀鼠剂、杀螨剂、杀线虫剂、杀鸟剂、脱叶剂、种子处理剂等。
杀虫剂按作用方式分为:
胃毒剂昆虫摄食带药作物之后,通过消化器官将药剂吸收而显示毒杀作用;
触杀剂接触到虫体,通过昆虫体表侵入体内而发生毒效;
熏蒸剂以气体状态分散于空气中,通过昆虫的呼吸道侵入虫体使其致死;
内吸剂被植物的根、茎、叶或种子吸收或被体内传导分布于各部位,当昆虫吸食这种植物的汁液时,将药剂吸入虫体使其中毒死亡;
引诱剂药剂能使昆虫诱集于一处,以便捕杀或用杀虫剂毒杀;
趋避剂将昆虫趋避开来,使作物或被保护对象免受其害;
拒食剂昆虫受药剂作用后拒绝摄食,饥饿而死;
不育剂在药剂作用下,昆虫失去生育能力,从而降低虫口密度。
2.使用农药的方法有哪几种?
农药常规的施用方法有:
喷粉法、喷雾法、毒饵法、种子处理法、土壤处理法、熏蒸法、熏烟法、烟雾法、施粒法和飞机施药法等。
3.杀虫剂种类有哪些?
各举两例。
杀虫剂按其作用方式主要分为胃毒剂、触杀剂、熏蒸剂和内吸性杀虫剂等四类。
如倍硫磷主要起胃毒和触杀作用,哒嗪硫磷具有触杀和胃毒作用,呋喃丹、内吸磷为内吸性杀虫剂;
久效磷兼有内吸和触杀作用,速灭威是速效性农药,兼有熏蒸、触杀和内吸作用,敌敌畏具有胃毒、触杀和作用。
按杀虫剂的结构分类,主要有氯代烃类(DDT、毒杀芬等)、磷酸酯类(对硫磷和甲基对硫磷等)、氨基甲酸酯类(西维因、呋喃丹等)和拟除虫菊酯类(溴氰菊酯、氯氰菊酯等)等。
4.什么叫拟除虫菊酯
除虫菊花中的杀虫成分总称为除虫菊酯,其化学结构为:
模拟天然除虫菊酯的结构而合成出来的一系列具有杀虫效能的化合物称拟除虫菊酯。
5.用简单的化工原料合成下列农药:
(1)乐果
(2)对硫磷
(3)敌百虫、敌敌畏
(4)西维因
(5)害扑威
(6)α-萘乙酸
6.举例说明何为植物生长调节剂?
在植物体内某些部位合成的、可被运送到其他部位能促进或抑制植物生长发育的微量物质叫植物激素,人工合成的具有植物激素活性的物质叫植物生长调节剂。
如萘乙酸能促进植物发芽;
乙烯利具有催熟作用;
矮壮素能使植株变矮、杆茎变粗、叶色变绿。
7.写出甲基对硫磷、久效磷、苯硫磷、伏地松、特丁磷、灭草灵、扑草净、矮壮素的化学结构和化学名称。
8.单嘧磺隆是我国创制开发的第一个具有知识产权的新型磺酰脲类除草剂品种,其化学名称为:
N-[2'
-(4'
-甲基)嘧啶基]-2-硝基苯磺酰脲,结构式为:
试说明其特点并写出其合成路线。
低毒、易降解、富集等级低。
广泛应用于小麦、玉米、谷子等作物田,对双子叶杂草具有较高活性,对单子叶杂草也具有一定的抑制作用。
其合成路线如下:
9.芒果、香蕉等常用的催熟剂乙烯利按用途或作用分类属于哪一类农药怎样合成
为一种用途广泛的植物生长调节剂,其结构为ClCH2CH2PO(OH)2,由亚磷酸三(β-氯乙基)酯经过阿尔布佐夫重排和水解反应而制得。
10.均三嗪类除草剂的名称中的“津”、“净”和“通”是如何规定的?
举例说明。
均三嗪类除草剂命名时,凡均三氮苯上两个碳原子上连接脂肪胺基,另一个碳原子上连接氯原子的称“津”;
均三氮苯上两个碳原子上连接脂肪胺基,另一个碳原子上连接烷硫基的称“净”;
均三氮苯上两个碳原子上连接脂肪胺基,另一个碳原子上连接烷氧基的称“通”。
第六章涂料和粘合剂
1.解释下列名词:
(1)成膜物质
是具有能粘着于物体表面形成膜的能力的物质。
也叫基料和漆料。
是涂料中的最主要成分,起着粘结剂、保护膜的作用。
(2)碘值
100克油脂若与碘反应时所能吸收碘的克数。
(3)环氧当量
环氧树脂中1mol环氧基所对应的环氧树脂的质量。
计算公式为:
(4)清漆
没有添加颜料的透明体称为清漆。
(5)促进剂
可增进或改善涂料某种性能的添加剂。
根据其作用可分为固化促进剂、附着力促进剂等,如附着力促进剂有着极优异的密着效果,可增进漆膜的延展性与耐冲击性。
(6)防老剂
能防止或抑制诸如氧、热、光、臭氧、机械应力、重金属离子等因素破坏制品性能、延长制品储存和使用寿命的配合剂。
2.什么叫涂料涂料有哪些用途涂料的成分主要有哪些
涂料是指用特定的施工方法涂覆到物体(被保护和被装饰对象)表面后,经固化使物体表面形成美观而有一定强度的连续性保护膜、或者形成具有某种特殊功能涂膜的一种精细化工产品
3.给下列涂料配上相应的型号或根据型号说明其意义。
(1)红丹油性防锈漆Y53-
(2)绿环氧电容器烘漆H66-
(3)黑氨基无光烘干磁漆A61-
(4)Q01-17成膜物质为硝化棉,清漆,第十七号
(5)C04-2成膜物质为醇酸树脂,磁漆,第二号
(6)S06-5成膜物质为聚氨酯,底漆,第五号
4.写出下列反应式:
(1)苯酚与甲醛在酸存在下的反应
(2)苯酚与甲醛在碱存在下的反应
(3)双酚A与环氧氯丙烷在碱存在下的反应
(4)三聚氰胺与过量甲醛的反应
(5)含羟基的树脂与多异氰酸酯的交联反应
5.简述粘合理论。
(1)吸附理论
吸附理论认为粘合过程为:
首先粘合剂分子向被粘物表面移动、扩散和渗透,进而粘合剂与被粘物表面形成物理化学结合以及机械结合。
物理化学结合可以是主键结合,如离子键、共价键,包括配位键。
也可以是次价键,如氢键和范德华力;
机械结合是粘合剂渗透到被粘物表面的微孔,形成钉形、钩形、根形和榫形等的结合。
(2)扩散理论
认为自粘是同种分子的扩散,互粘则是不同分子的扩散,都是大分子本身或其链段的热运动扩散。
假如粘合剂是液态,被粘物在液体中的扩散是很显著的,实际上可以认为是一种溶解过程。
(3)双电层理论
6.“瞬干胶”的主要成分是什么怎样制备其稳定剂为什么是一些酸性化合物
7.试述环氧树脂粘合剂的粘合工艺。
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