精细化学品化学习题解答.doc

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第一章绪论

1.解释名词：

（1）精细化学品：

凡能增进或赋予一种（类）产品以特定功能，或本身拥有特定功能的小批量、高纯度的化学品，称为精细化学品。

（2）附加值：

是指在产品的产值中扣去原材料、税金、设备和厂房的折旧费后，剩余部分的价值。

包括工资、动力消耗、开发费用和利润等。

（3）复配技术：

复配是指两种或两种以上原料通过恰当比例的混合去表现特定主题的一种技术。

原料之间不发生化学反应，但能起到协调、增效的作用。

（4）功能高分子材料：

功能高分子材料一般指具有传递、转换或贮存物质、能量和信息作用的高分子及其复合材料，或具体地指在原有力学性能的基础上，还具有化学反应活性、光敏性、导电性、催化性、生物相容性、药理性、选择分离性、能量转换性、磁性等功能的高分子及其复合材料。

2.精细化学品的具有哪些特点？

（1）生产特性

小批量、多品种、复配型居多；技术密集度高；采用间歇式多功能生产装置。

（2）经济特性

投资效率高、附加价值高、利润率高。

附加价值：

是指在产品的产值中扣去原材料、税金、设备和厂房的折旧费后，剩余部分的价值。

包括工资、动力消耗、开发费用和利润等。

（3）商业特性

独家经营，技术保密；重视市场调研，适应市场需求；配有应用技术和技术服务。

3.精细化学品的发展趋势是什么？

（1）品种门类继续增加

（2）发展速度继续领先

（3）结构调整趋向优化

（4）大力采用高新技术

第二章表面活性剂

1.表面活性剂的概念和特点是什么？

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：

合成方法：

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

合成方法：

主要性能和用途：

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：

主要性能和用途：

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