√3．20℃及l atm下，把半径r 1 =lmm的水滴分散为半径r2 = 10-3mm的水滴，问环境至少需作功多少焦耳? （20℃时水的表面张力为72.8mN/m）
√ 4．已知毛细管半径r =50μm，将它插入盛有汞的容器中，毛细管
内汞面下降高度h =11.20cm，汞与毛细管表面接触角为140?，汞的密度
为13.6g/cm3，重力加速度g =980cm/s2。求汞在此温度时的表面张力。
√12. 已知20℃时水的表面张力为72.75 mN/m, 其在石蜡上的接触角测定值
为105?，通过计算判断水对石蜡能进行哪些润湿过程？
√2、固体对气体吸附的本质是什么？
√3、物理吸附与化学吸附有哪些区别？
√4、已测得CO在活性炭上的等温吸附线如图1所示，试计算该吸附体系的等量吸附热。√2、胶体纯化有几种方法？画出电渗析纯化装置示意图。
√4、溶胶老化的基本机理是什么？
。
√4、电动现象直接与下列因素中哪个有关，并解释之。
(a)固体表面电位Ψ；(b)电动电位即ξ电位；(c)表面电荷密度σ。
√5、半径为4x10–7m的球形粒子分散在浓度为l x 10–2mol/L的NaCl水溶液
中。在25℃下，测得其电泳速率为2.5 x 10–8m/s·V。计算其ξ-电位的近
似值。已知25 ℃时水的相对介电常数为78.5，水的粘度为8.9x10–4Pa·s。
《胶体与界面化学》作业题答案：
1、胶体科学定义，胶体体系有哪些最重要的特点？
胶体：指有粒径为1~100nm粒子组成的微观不均相的高度分散体系。
胶体化学：研究胶体体系形成、稳定和破坏过程中有关化学性质的科学。
胶体体系的特点有：
（1）具有巨大的比表面积，界面现象十分重要
（2）具有强烈的尺寸效应
a、熔点变低
b、硬度变大
c、产生Kubo效应
d、隧道效应
3比表面定义。1g汞分散至直径为50nm的汞溶液胶，试求其比表面积及比表面。汞的相对密度为13.6g.cm-3
比表面：以单位体积（或质量）物体的表面积来表示物质分散程度。
M汞=200.5g/mol，
S0=4∏r2*6.023*1023/200.5
=4*3.14*（50*10-9/2）2*6.023*1023/200.5
=2.3581*107m2
S= S0V= S0*（m/ρ）=2.3581*107*（1/13.6）*106=1.7*1011m2
5、什么是亲液胶体，什么是憎液胶体，其主要判据是什么？
亲液胶体：容易与水形成胶体的溶液。
憎液胶体：不溶于介质的物质，经过适当处理后，可将它分散于某种介质中形成胶体溶液。
其主要判据是：是否需要经过处理才能与水形成胶体溶液。
3．20℃及l atm下，把半径r 1 =lmm的水滴分散为半径r2 = 10-3mm的水
滴，问环境至少需作功多少焦耳? （20℃时水的表面张力为72.8mN/m）
S1=4∏r12=4*3.14*（1*10-3）2=1.256*10-5m2
S2总=4∏r22*（r1/r2）3=4*3.14*10-3=1.256*10-2m2
ΔG=σ*ΔA=72.8*(1.256*10-2-1.256*10-5)=
4．已知毛细管半径r =50μm，将它插入盛有汞的容器中，毛细管内汞面下降高度h =11.20cm，汞与毛细管表面接触角为140?，汞的密度为13.6g/cm3，重力加速度g =980cm/s2。求汞在此温度时的表面张力。
根据：第二章（1-28）公式Δρgh=2σcosθ/r有
σ=Δρghr/（2cosθ）=13.6*980*11.2*50*10-4/2cos（1800-1400）
=487.18g/s2
12. 已知20℃时水的表面张力为72.75 mN/m, 其在石蜡上的接触角测定值为105?，通过计算判断水对石蜡能进行哪些润湿过程？
解：∵θ=105?∴cosθ<0
-W
a =σ
l-g
（1+ cosθ）=72.75*（1-0.2588）>0 沾湿过程可自发进行
A=σ
l-g
cosθ<0 浸湿过程不可自发进行
S=σ
l-g
（cosθ-1）<0 铺展过程不可自发进行
解：根据公式则：γ=γ
-29.8lg（1+19.64c）
应用Γ=- （dγ/dc）*（c/RT）公式
其中dγ/dc=-
Γ=- （dγ/dc）*（c/RT）=
2、固体对气体吸附的本质是什么？
由于固体表面上的原子具有剩余力场，当气体分子碰撞固体表面时，就会受到剩余力场的吸引作用，使气体分子在固体表面上产生了吸附。
3、物理吸附与化学吸附有哪些区别？
4、已测得CO在活性炭上的等温吸附线如图1所示，试计算该吸附体系的等量吸附热。解：在吸附体积为10mL/g条件下，从右图中可得
t/0C -37.8 -33.6 0 20 46.2
P/Pa
lnP
1/T
绘制lnP与1/T关系图，得到一直线，
直线斜率为：K= (k),由2-12式得：
K=-Q
/R=
a
=-KR=
Q
a
2、胶体纯化有几种方法？画出电渗析纯化装置示意图。
答：胶体纯化的方法有：透析法、电渗析法、超过滤法、超过滤和电渗析联合法。
电渗析纯化装置示意图如下：（在书本103页，图3-1）
4、溶胶老化的基本机理是什么？
答：胶体老化的基本机理是：P106
若有两个小颗粒放在一起，较小颗粒的饱和浓度为c1，较大颗粒的饱和浓度为c2，当从公式（3-3）知，c1> c2，所以溶质自小颗粒附近自动扩散进入大颗粒周围。对于大颗粒来讲，c2已是饱和浓度，扩散进来的溶质必然会在大颗粒上沉淀。这种过程不断进行，小者越来越小，大者越来越大，直到小者完全溶解为止，这就是胶体老化的基本机理。
4、电动现象直接与下列因素中哪个有关，并解释之。
(a)固体表面电位Ψ；(b)电动电位即ξ电位；(c)表面电荷密度σ。答：电动现象直接与电动电动即ξ电位有关，由于胶体表面存在着双电层，静止时，胶粒呈电中性，运动时，表面电荷部分分离而使胶粒带点，胶体粒子和溶
液之间即会产生电位差也就是电动电位而出现电动现象。
5、半径为4x10–7m的球形粒子分散在浓度为l x 10–2mol/L的NaCl水溶液中。在25℃下，测得其电泳速率为2.5 x 10–8m/s·V。计算其ξ-电位的近
似值。已知25 ℃时水的相对介电常数为78.5，水的粘度为8.9x10–4Pa·s。解：（1）由于温度在25℃，根据方程式（4-56），
求к=7.345×107（ΣC
i Z
i
2）1/2=7.345×107×（12×1*10-2*103+12×
1*10-2*103）=1.469×109
(2)为要确定选用计算ξ电位的方程式，先求
Кa =1.469×109×4×10-7=5.876×102
∵Кa>100 ∴选用斯莫鲁霍夫斯基方程式μ=（ξ?ε）/η
μ=2.5 x 10-8m/s·V
ε=8.854×10-12εr=8.854×10-12×78.5=695.039×10-12（F/m）
∴ξ=μ?η/ε=（2.5 x 10-8×8.9x10-4）/（695.039×10-12）
=0.0320（V）=32.0（mV）
【刊名】Advances in Colloid and Interface Science 【简介】《胶体与界面科学进展》, 创刊于1967年，是由荷兰（Elsevier Science）出版的英文刊，期数:16,国际标准刊号：ISSN:0001-8686, 该刊被世图2003版《国外科学技术核心期刊总览》收录，该刊被SCI收录，2006年影响因子为3.79。 【征稿内容】刊载界面与胶体现象以及相关的化学、物理、工艺和生物学等方面的实验与理论研究论文，多用英文发表，间用德、法文。 【投稿信息】 地址：PO Box 211,Amesterdam,Netherlands,1000 AE 网址： https://www.doczj.com/doc/8413114338.html,/science/journal/00018686 【刊名】Current Opinion in Colloid & Interface Science 【简介】《胶体与界面科学新见》, 创刊于1996年，是由英国（Elsevier Science）出版的英文双月刊，国际标准刊号：ISSN:1359-0294，该刊被SCI收录，2006年影响因子为4.63。本馆有电子馆藏。 【征稿内容】胶体、界面和聚合物科学。 【投稿信息】 地址：84 Theobalds RD London,England, WC1X 8RR 网址： https://www.doczj.com/doc/8413114338.html,/wps/find/journaldescription.cws_home/620053/description #description 【刊名】Journal of Colloid and Interface Science 【简介】《胶体与界面科学杂志》，创刊于1946年，是由美国（Elsevier Science,Academic Press Inc.）出版的英文半月刊，国际标准刊号：ISSN:0021-9797，该刊被世图2003版《国外科学技术核心期刊总览》收录，该刊被SCI收录，2006年影响因子为2.233。本馆有纸版收藏。 【征稿内容】刊载胶体与界面科学基础原理和应用方面的论文和书评。 【投稿信息】 地址：525 B ST, STE 1900, SAN DIEGO, USA, CA, 92101-4495 网址： https://www.doczj.com/doc/8413114338.html,/wps/find/journaldescription.cws_home/622861/description #description 【刊名】Langmuir 【简介】《兰格缪尔》，创刊于1985年，是由美国（American Chemical Society）出版的英文刊，期数:26，国际标准刊号：ISSN:0743-7463，该刊被SCI收录，2006年影响因子为3.902。本馆有纸版收藏。 【征稿内容】注重以新的物理学观点研究表面与胶态化学，刊载论文、评论、技术札记和简讯。涉及学科极广。 【投稿信息】 地址：1155 Sixteenth St., NW Washington, DC 20036
习题1 1. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，同温度下，两种状 态相比，以下性质保持不变的有： (A)表面能 (B)表面张力 (C)比表面 (D)液面下的附加压力 2.在下图的毛细管内装入普通不润湿性液体，当将毛细管右端用冰块冷却时，管 内液体将： (A)向左移动 (B)向右移动 (C)不移动 (D)左右来回移动 3.在298 K下，将液体水分散成小液滴，其热力学能： (A) 增加 (B)降低 (C) 不变 (D)无法判定 4.在相同温度下，固体冰和液体水的表面张力哪个大? (A)冰的大 (B)水的大 (C)一样大 (D)无法比较 5.在临界温度时，纯液体的表面张力 (A) 大于零 (B)小于零 (C)等于零 (D)无法确定 6.在 298 K时，已知 A液的表面张力是 B液的一半，其密度是 B液的两倍。如 果A液在毛细管中上升1.0×10-2m，若用相同的毛细管来测 B液，设接触角相等， B液将会升高： (A) 2×10-2m (B) 1/2×10-2m (C) 1/4×10-2m (D) 4.0×10-2m 7.下列说法中不正确的是： (A)生成的新鲜液面都有表面张力 (B)平面液体没有附加压力 (C)弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心 (D)弯曲液面的附加压力指向曲率中心 8.微小晶体与普通晶体相比较，哪一种性质不正确？ (A)微小晶体的饱和蒸气压大
(B)微小晶体的溶解度大 (C)微小晶体的熔点较低 (D)微小晶体的溶解度较小 9.在空间轨道上运行的宇宙飞船中，漂浮着一个足够大的水滴，当用一根内壁干净、外壁油污的玻璃毛细管接触水滴时，将会出现： (A)水并不进入毛细管 (B)水进入毛细管并达到管内一定高度 (C)水进入毛细管并达到管的另一端 (D)水进入毛细管并从另一端滴出 10.同外压恒温下，微小液滴的蒸气压比平面液体的蒸气压： (A) 大 (B) 一样 (C) 小 (D) 不定 11.用同一支滴管滴下水的滴数和滴相同体积苯的滴数哪个多? (A)水的多 (B)苯的多 (C)一样多 (D)随温度而改变 12. 25℃时，一稀的肥皂液的表面张力为0.0232 N·m-1，一个长短半轴分别为0.8 cm和0.3 cm的肥皂泡的附加压力为： (A) 5.8 Pa (B) 15.5 Pa (C) 18.4 Pa (D) 36.7 Pa 13.已知 293 K时，水-辛醇的界面张力为 0.009 N·m-1，水-汞的界面张力为 0.375 N·m-1，汞-辛醇的界面张力为 0.348 N·m-1，故可以断定： (A)辛醇不能在水－汞界面上铺展开 (B)辛醇可以在水－汞界面上铺展开 (C)辛醇可以溶在汞里面 (D)辛醇浮在水面上 14.在农药中通常都要加入一定量的表面活性物质,如烷基苯磺酸盐,其主要目的是： (A) 增加农药的杀虫药性 (B) 提高农药对植物表面的润湿能力 (C) 防止农药挥发 (D) 消除药液的泡沫 15.将半径相同的三根玻璃毛细管分别插入水、乙醇水溶液和NaCl水溶液中，三根毛细管中液面上升高度分别为h1，h2，h3，则： (A) h1＞h2＞h3 (B) h1＞h3＞h2 (C) h3＞h1＞h2 (D) h2＞h1＞h3
《胶体与表面化学》复习思考题 一、凝胶 1. 什么是凝胶？有何特征（两个不同）？ 答：外界条件（如温度、外力、电解质或化学反应）的变化使体系由溶液或溶胶转变为一种特殊的半固体状态，即凝胶。（又称冻胶）其一，凝胶与溶胶（或溶液）有很大的不同。溶胶或溶液中的胶体质点或大分子是独立的运动单位，可以自 由行动，因而溶胶具有良好的流动性。凝胶则不然，分散相质点互相连接，在整个体系内形成结构，液体包在其屮，随着凝胶的 形成，体系不仅失去流动性，而且显示岀固体的力学性质，如具有一定的弹性、强度、屈服值等。其二，凝胶和真正的固体又不完全一样，它由固液两相组成，属于胶体分散体系，共结构强度往往有限，易于遭受变化。改变条件, 如改变温度、介质成分或外加作用力等，往往能使结构破坏，发生不可逆变形，结果产生流动。由此可见，凝胶是分散体系的一种特 殊形式，共性质介于固体和液体Z间。 2. 举例说明什么是弹性和非弹性凝胶？ 由柔性的线性大分子物质，如洋菜吸附水蒸气先为单分子层吸附，然后转变为多分子层吸附，硫化橡胶在苯蒸气屮的吸附 则是从一开始即为多分了层吸附。这类凝胶的干胶在水屮加热溶解麻，在冷却过程屮便胶凝成凝胶。如明胶、纤维素等，在水 或水蒸气中都发生吸附。不同的吸附体系，其吸附等温线的形状不同，弹性凝胶的吸附与解析通常会形成较窄的滞后圈。 由刚性质点（如SiO2、TiO2, V2O5、Fe2O3等）溶胶所形成的凝胶属于非弹性凝胶，亦称刚性凝胶。大多数的无机凝 胶，因质点本身和骨架具有刚性，活动性很小，故凝胶吸收或释出液体时白身体积变化很小，属于非膨胀型。通常此类凝胶具有 多孔性结构，液体只要能润湿，均能被其吸收，即吸收作用无选择。这类凝胶脱水干燥后再置水屮加热一般不形成原来的凝胶，更 不能形成产生此凝胶的溶胶，因此这类凝胶也称为不可逆凝胶。 3. 试述凝胶形成的基本条件？
应化124班 1. 一定体积的水，当聚成一个大水球或分散成许多水滴时，同温度下，两种状 态相比，以下性质保持不变的有： (A)表面能 (B)表面张力 (C)比表面 (D)液面下的附加压力 2.在下图的毛细管内装入普通不润湿性液体，当将毛细管右端用冰块冷却时，管 内液体将： (A)向左移动 (B)向右移动 (C)不移动 (D)左右来回移动 3.在298 K下，将液体水分散成小液滴，其热力学能： (A) 增加 (B)降低 (C) 不变 (D)无法判定 4.在相同温度下，固体冰和液体水的表面张力哪个大? (A)冰的大 (B)水的大 (C)一样大 (D)无法比较 5.在临界温度时，纯液体的表面张力 (A) 大于零 (B)小于零 (C)等于零 (D)无法确定 6.在 298 K时，已知 A液的表面张力是 B液的一半，其密度是 B液的两倍。如 果A液在毛细管中上升1.0×10-2m，若用相同的毛细管来测 B液，设接触角相等， B液将会升高： (A) 2×10-2m (B) 1/2×10-2m (C) 1/4×10-2m (D) 4.0×10-2m 7.下列说法中不正确的是： (A)生成的新鲜液面都有表面张力 (B)平面液体没有附加压力 (C)弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心 (D)弯曲液面的附加压力指向曲率中心 8.微小晶体与普通晶体相比较，哪一种性质不正确？
(A)微小晶体的饱和蒸气压大 (B)微小晶体的溶解度大 (C)微小晶体的熔点较低 (D)微小晶体的溶解度较小 9.在空间轨道上运行的宇宙飞船中，漂浮着一个足够大的水滴，当用一根内壁干净、外壁油污的玻璃毛细管接触水滴时，将会出现： (A)水并不进入毛细管 (B)水进入毛细管并达到管内一定高度 (C)水进入毛细管并达到管的另一端 (D)水进入毛细管并从另一端滴出 以下说法中正确的是（ C ）。 (A) 溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统； (B) 溶胶与真溶液一样是均相系统； (C) 能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶； (D) 通过超显微镜能看到胶体粒子的形状和大小 二、判断题 1、溶胶是均相系统，在热力学上是稳定的。（√） 2、长时间渗析，有利于溶胶的净化与稳定。（×） 3、有无丁达尔(Tyndall)效应是溶胶和分子分散系统的主要区别之一。（√） 4、亲液溶胶的丁达尔(Tyndall)效应比憎液胶体强。（×） 5、在外加直流电场中，碘化银正溶胶向负电极移动，而其扩散层向正电极移动。（√） 6、新生成的Fe(OH)3沉淀中加入少量稀FeCl3溶液，会溶解，再加入一定量的硫酸盐溶 液则又会沉淀。（√） 7、丁达尔效应是溶胶粒子对入射光的折射作用引起的。（×） 8、胶束溶液是高度分散的均相的热力学稳定系统。（√） 9、胶体粒子的扩散过程和布朗运动本质上都是粒子的热运动而发生的宏观上的定向迁移现 象。（√） 10、在溶胶中加入电解质对电泳没有影响。（×） 二、填空题 1.界面吉布斯自由能和界面张力的相同点是 不同点是。 2.液态汞的表面张力 g= 0.4636 N·m-1+ 8.32×10-3N·m-1·K-1·T - 3.13×10-7N·m-1·K-2·T2 在 400 K时，汞的（?U/?A）T, V = 。 3.液滴越小，饱和蒸气压越 __________；而液体中的气泡越小，气泡内液体的饱和蒸气压越 __________。 4. 300 K时，水的表面张力g= 0.0728 N·m-1，密度r为 0.9965×103kg·m-3。
实用文档 1.什么是气凝胶？有哪些主要特点和用途？ 当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体。气凝胶貌似“弱不禁风”，其实非常坚固耐用。它可以承受相当于自身质量几千倍的压力，在温度达到1200摄氏度时才会熔化。此外它的导热性和折射率也很低，绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。 用途：（1）制作火星探险宇航服（2）防弹不怕被炸 （3）过滤与催化（4）隔音材料（5）日常生活用品 2.试述凝胶形成的基本条件？ ①降低溶解度，使被分散的物质从溶液中以“胶体分散状态”析出。②析出的质点即不沉降，也不能自由行动，而是构成骨架，在整个溶液中形成连续的网状结构。 3.简述光学白度法测定去污力的过程。 将人工制备的污布放在盛有洗涤剂硬水的玻璃瓶中，瓶内还放有橡皮弹子，在机械转动下，人工污布受到擦洗。在规定温度下洗涤一定时间后，用白度计在一定波长下测定污染棉布试片洗涤前后的光谱反射率，并与空白对照。 4.试述洗涤剂的发展趋势。 液体洗涤剂近几年的新的发展趋势： (1)浓缩化 (2)温和化、安全化(3)专业化 (4)功能化(5)生态化: ①无磷化②表面活性剂生物降解③以氧代氯 5.简述干洗的原理 干洗是在有机溶剂中进行洗涤的方法，是利用溶剂的溶解力和表面活性剂的加溶能力去除织物表面的污垢。 6. 脂肪酶在洗涤剂中的主要作用是什么？ 脂肪酶，人的皮脂污垢如衣领污垢中因含有甘油三脂肪酸酯而很难去除，在食品污垢中也含有甘油三脂肪酸酯类的憎水物质，脂肪酶能将这些污垢分解成甘油和脂肪酸。 7.在洗涤剂中作为柔和剂的SAA主要是什么物质？ 用作柔和剂的表面活性剂主要是两性表面活性剂 8.用防水剂处理过的纤维为什么能防水？ 织物防水原理：将纤维织物用防水剂进行处理，可使处理后的纤维不表面变为疏水性，防水织物由于表面的疏水性使织物与水之间的接触角θ>90°，在纤维与纤维间形成的“毛细管”中的液面成凸液面，凸液面的表面张力的合力产生的附加压力△P的方向指向液体内部因此有阻止水通过毛细管渗透下来的作用。 9.请举出几个润湿剂的应用实例。 （1）润温剂在农药中的应用。加入润湿剂后，药液在蜡质层上的润湿状况得到改善甚至可以在其上铺展。 （2）润湿剂在原油开采中的应用。溶有表面活性剂的水，称之为活性水，活性
一、凝胶 1.什么是凝胶？有何特征（两个不同）？ 外界条件(如温度、外力、电解质或化学反应)的变化使体系由溶液或溶胶转变为一种特殊的半固体状态，即凝胶。（又称冻胶） 其一，凝胶与溶胶(或溶液)有很大的不同。溶胶或溶液中的胶体质点或大分子是独立的运动单位，可以自由行动，因而溶胶具有良好的流动性。凝胶则不然，分散相质点互相连接，在整个体系内形成结构，液体包在其中，随着凝胶的形成，体系不仅失去流动性，而且显示出固体的力学性质，如具有一定的弹性、强度、屈服值等。 其二，凝胶和真正的固体又不完全一样，它由固液两相组成，属于胶体分散体系，共结构强度往往有限，易于遭受变化。改变条件，如改变温度、介质成分或外加作用力等，往往能使结构破坏，发生不可逆变形，结果产生流动。由此可见，凝胶是分散体系的一种特殊形式，共性质介于固体和液体之间。 2.举例说明什么是弹性和非弹性凝胶？ 由柔性的线性大分子物质，如洋菜吸附水蒸气先为单分子层吸附，然后转变为多分子层吸附，硫化橡胶在苯蒸气中的吸附则是从一开始即为多分子层吸附。这类凝胶的干胶在水中加热溶解后，在冷却过程中便胶凝成凝胶。如明胶、纤维素等，在水或水蒸气中都发生吸附。不同的吸附体系，其吸附等温线的形状不同，弹性凝胶的吸附与解析通常会形成较窄的滞后圈。 由刚性质点（如SiO2、TiO2，V2O5、Fe2O3等）溶胶所形成的凝胶属于非弹性凝胶，亦称刚性凝胶。大多数的无机凝胶，因质点本身和骨架具有刚性，活动性很小，故凝胶吸收或释出液体时自身体积变化很小，属于非膨胀型。通常此类凝胶具有多孔性结构，液体只要能润湿，均能被其吸收，即吸收作用无选择。这类凝胶脱水干燥后再置水中加热一般不形成原来的凝胶，更不能形成产生此凝胶的溶胶，因此这类凝胶也称为不可逆凝胶。 3.试述凝胶形成的基本条件？ ①降低溶解度，使被分散的物质从溶液中以“胶体分散状态”析出。②析 出的质点即不沉降，也不能自由行动，而是构成骨架，在整个溶液中形 成连续的网状结构。 4.凝胶形成的方法有哪几种？ 改变温度转换溶剂加电解质进行化学反应 5.凝胶的结构分为哪4种类型？ A 球形质点相互联结，由质点联成的链排成三维的网架Ti02、Si02等凝胶。 B 棒状或片状质点搭成网架，如V205凝胶、白土凝胶等。 C 线型大分子构成的凝胶，在骨架中一部分分子链有序排列，构成微晶区，如明胶凝胶、棉花纤维等。 D 线型大分子因化学交联而形成凝胶，如硫化橡胶以及含有微量：二乙烯苯的聚苯乙烯都属于此种情形。
习题1 1、一定体积的水,当聚成一个大水球或分散成许多水滴时,同温度下,两种状态 相比,以下性质保持不变的有: (A)表面能 (B)表面张力 (C)比表面 (D)液面下的附加压力 2、在下图的毛细管内装入普通不润湿性液体,当将毛细管右端用冰块冷却时,管 内液体将: (A)向左移动 (B)向右移动 (C)不移动 (D)左右来回移动 3、在298 K下,将液体水分散成小液滴,其热力学能: (A) 增加 (B)降低 (C) 不变 (D)无法判定 4、在相同温度下,固体冰与液体水的表面张力哪个大? (A)冰的大 (B)水的大 (C)一样大 (D)无法比较 5、在临界温度时,纯液体的表面张力 (A) 大于零 (B)小于零 (C)等于零 (D)无法确定 6、在 298 K时,已知 A液的表面张力就是 B液的一半,其密度就是 B液的两倍。 如果A液在毛细管中上升1、0×10-2m,若用相同的毛细管来测 B液,设接触角相 等,B液将会升高: (A) 2×10-2m (B) 1/2×10-2m (C) 1/4×10-2m (D) 4、0×10-2m 7、下列说法中不正确的就是: (A)生成的新鲜液面都有表面张力 (B)平面液体没有附加压力 (C)弯曲液面的表面张力的方向指向曲率中心 (D)弯曲液面的附加压力指向曲率中心 8、微小晶体与普通晶体相比较,哪一种性质不正确？ (A)微小晶体的饱与蒸气压大 (B)微小晶体的溶解度大 (C)微小晶体的熔点较低 (D)微小晶体的溶解度较小 9、在空间轨道上运行的宇宙飞船中,漂浮着一个足够大的水滴,当用一根内壁干 净、外壁油污的玻璃毛细管接触水滴时,将会出现: (A)水并不进入毛细管 (B)水进入毛细管并达到管内一定高度
1 / 4 一、江河入海口为什么容易形成三角洲？答：河流本身携带的泥沙以胶体形式存在，由于入海口处海水中含氯化钠等电解质，使得胶体溶液发生聚沉，泥沙沉淀，根据流体动力学，流体与限制面接触（粗糙接触面）时，流体的流动易形成漩涡，导致沉淀下来的泥沙不易停在河底，而河中央则以层流为主，易于使泥沙堆积，从而形成三角洲。 二、天空为什么会下雨？向高空抛撒粉剂为什么能人工降雨？其依据原理是什么？ 雨来自空中的云，空中的云其实就是水的凝结物，它来自地球表面的水汽蒸发，水汽向高空遇冷凝结成小水滴。当云中的水滴达到一定程度，也就是不能被上升的气流顶托住的时候，水滴（也可能是冰滴、雪花）就会落到地面上，即是我们所见的雨（雹、雪）。 云是由水汽凝结而成；而云的厚度以及高度通常由云中水汽含量的多少以及凝结核的数量、云内的温度所决定。一般来说，云中的水汽胶性状态比较稳定，不易产生降水，而人工增雨就是要破坏这种胶性稳定状态。通常的人工降雨就是通过一定的手段在云雾厚度比较大的中低云系中播散催化剂（碘化银）从而达到降雨目的。一是增加云中的凝结核数量，有利水汽粒子的碰并增大；二是改变云中的温度，有利扰动并产生对流。而云中的扰动及对流的产生，将更加有利于水汽的碰并增大，当空气中的上升气流
承受不住水汽粒子的飘浮时，便产生了降雨。 三、活性炭为什么能做防毒面具和冰箱除臭剂？ 活性炭是一种非常优良的吸附剂，它是利用木炭、各种果壳和优质煤等作为原料，通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。 活性炭具有一种强烈的“物理吸附”和“化学吸附”的作用，可将某些有机化合物吸附而达到去除效果，利用这个原理，我们就能很快而有效地去除空气中的有毒物质和冰箱里的异味。 四、为什么在参观面粉厂时不能穿带铁钉的鞋？ 2 / 4 在面粉厂，因为细小的面粉悬浮在空中，形成巨大的表面，有着巨大的表面能。穿带铁钉的鞋容易摩擦出火星，一个小小的火星，会加速面粉表面上发生的氧化反应，反应中放出的热量又加速了其它颗粒表面的氧化反应，因此，引起爆炸！ 五、土壤为什么能将水保存起来，而通过锄地可以减少土壤里水分的挥发？ 土壤中有毛细管，靠毛细管的吸引力可以存一定量的水分，叫毛管水。土壤颗粒表面会吸持水分，叫吸着水，土壤颗粒对水分的吸力非常大，相当于10000个大气压。吸着水外表面还有薄膜水，土壤颗粒对薄膜水的吸力相当于31~6.25个大气压。此外土壤胶体双电层中带电离子以及带电的固体表面静电引力与水分子作 用所引起的，这种引力把偶极体水分子吸引到土粒表面上，吸附
一、凝胶 1.什么是凝胶有何特征（两个不同） 外界条件(如温度、外力、电解质或化学反应)的变化使体系由溶液或溶胶转变为一种特殊的半固体状态，即凝胶。（又称冻胶） 其一，凝胶与溶胶(或溶液)有很大的不同。溶胶或溶液中的胶体质点或大分子是独立的运动单位，可以自由行动，因而溶胶具有良好的流动性。凝胶则不然，分散相质点互相连接，在整个体系内形成结构，液体包在其中，随着凝胶的形成，体系不仅失去流动性，而且显示出固体的力学性质，如具有一定的弹性、强度、屈服值等。 其二，凝胶和真正的固体又不完全一样，它由固液两相组成，属于胶体分散体系，共结构强度往往有限，易于遭受变化。改变条件，如改变温度、介质成分或外加作用力等，往往能使结构破坏，发生不可逆变形，结果产生流动。由此可见，凝胶是分散体系的一种特殊形式，共性质介于固体和液体之间。 2.举例说明什么是弹性和非弹性凝胶 由柔性的线性大分子物质，如洋菜吸附水蒸气先为单分子层吸附，然后转变为多分子层吸附，硫化橡胶在苯蒸气中的吸附则是从一开始即为多分子层吸附。这类凝胶的干胶在水中加热溶解后，在冷却过程中便胶凝成凝胶。如明胶、纤维素等，在水或水蒸气中都发生吸附。不同的吸附体系，其吸附等温线的形状不同，弹性凝胶的吸附与解析通常会形成较窄的滞后圈。 由刚性质点（如SiO2、TiO2，V2O5、Fe2O3等）溶胶所形成的凝胶属于非弹性凝胶，亦称刚性凝胶。大多数的无机凝胶，因质点本身和骨架具有刚性，活动性很小，故凝胶吸收或释出液体时自身体积变化很小，属于非膨胀型。通常此类凝胶具有多孔性结构，液体只要能润湿，均能被其吸收，即吸收作用无选择。这类凝胶脱水干燥后再置水中加热一般不形成原来的凝胶，更不能形成产生此凝胶的溶胶，因此这类凝胶也称为不可逆凝胶。 3.试述凝胶形成的基本条件
天津工业大学2011-2012学年第一学期应化、化工《胶体与界面化学》课程期末试卷(A卷) 一、选择题（25分） 1. 空气中直径0.01m的球形肥皂泡（表面张力为0.025N/m）所受附加压力为( D ) (A) 2.5Pa (B) 5Pa (C) 10Pa (D) 20Pa 2. 液体在毛细管中上升的高度正比于（ C ）。 (A) 温度 (B) 液体密度 (C) 附加压力 (D) 管的半径 3. 在相同温度下，同一液体被分散成有不同曲率半径的分散体系时，将具有不同饱和蒸气压，以P平、P凹、P凸分别表示平面、凹面和凸面液体上的饱和蒸气压，则三者的关系是（ B ） (A) P平＞P凹＞P凸 (B) P凸＞P平＞P凹 (C) P凹＞P平＞P凸 (D) P凸＞P凹＞P平
4. 用最大气泡法测定溶液表面张力，对实际操作的规定哪条不正确？（ D ） (A) 毛细管必须严格清洗保证干净 (B) 毛细管口必须平整 (C) 毛细管应垂直放置并刚好与液面相切 (D) 毛细管垂直深深插入液体内部，每次浸入浓度尽是保持不变 5. 表面活性剂是针对某种特定的液体或溶液而言的，表面活性剂的实质性作用是 （ C ） （A）乳化作用（B）增溶作用 （C）降低表面张力（D）增加表面张力 6. 电动现象产生的基本原因是（ D ） （A）外电场或外压力的作用 （B）电解质离子的作用 （C）分散相粒子或多孔固体的比表面能高 （D）固体粒子或多孔固体表面与液相界面间存在扩散双电层结构 7. 区别溶胶与真溶液和悬浮液最简单而灵敏的方法是（ C ） （A）乳光计测定粒子浓度（B）超显微镜测定粒子大小
第六章 胶体和界面化学 习题及答案 P286 6-1 298.2K 时水在湿空气中的表面张力为71.97×10-3Nm -1,其表面张力温度系 数为-1.57×10-6N m -1K -1；试求在恒温恒压下.系统体积不变时可逆增加2cm 2的表面积时,该过程的热、功、ΔG 及ΔS ? 解：ΔS =-p A T ,? ?? ????σΔA =3.14×10-10JK -1 ,Q =T ΔS =9.36×10-8J W ’= -σΔA =1.44×10-5J , ΔG = W ’=1.44×10-5J 6-2 有一完全浮在空气中的肥皂泡，若其直径2.0×10-3 m ，已知肥皂溶液表面 张力0.7Nm -1，则肥皂泡内所受的附加压力是多少? 解：Δp =4σ/ r =2.8kPa 6-3 303K 时,乙醇的密度为780kg m -3;乙醇与其蒸气压平衡时的表面张力为 2.189×10-2Nm -1;试计算在内径为0.2mm 的毛细管中它能上升的高度。 解：h =2σ/(ρg r )=0.057m 6-4 氧化铝瓷件上需要披银。当烧至1000℃时，液态银能否润湿氧化铝表面？ 已知1000℃时?（g-Al 2O 3）?(g-Ag)、?(Ag-Al 2O 3)分别为1000×10-3 N m -1,920 ×10-3 N m -1,1770×10-3 N m -1。 解：COS θ=[σ（g-Al 2O 3）-σ(Ag-Al 2O 3)]/ σ(g-Ag)= -0.837 ,θ=147度, 不润湿。 6-5 20℃时水和汞的表面张力系数分别为7.28×10-2N m -1,0.483N m -1,汞-水界 面张力为0.375 N m -1，试判断水能否在汞的表面上铺展开来。 解：σ（汞）>σ(水)+ σ(汞-水), 能铺展 6-6 将正丁醇(M r =74)蒸气骤冷至0℃,发现其过饱和度p * / p *0 = 4时能自动凝 结为液滴,若273K 时正丁醇表面张力?=0.0261Nm -1;密度ρ=1000 kg m -3 ;试计算在 此过饱和度所凝结成液滴的半径及液滴所含分子数。 [ 1.23×10-9m , 63 ] 解：r =[ρRT ln(p r /p 0)/(2σM r )]= 1.23×10-9m , N = 4πr 3ρN A /(3 M r )= 63 6-7 某晶体相对分子质量是80,在300K 其密度为0.9kg dm -3 ;若晶体与溶液间界
本章基本内容与要求 1、理解与掌握界面热力学基本原理与公式。 （1）理解界面张力（自由能）与过剩量的意义，理解界面系统热力学基本原理与平衡条件。 （2）掌握拉普拉斯方程、开尔文方程及吉布斯等温方程的推导、含义与应用（计算与解释界面现象）。 （3）了解润温程度的判剧。 2、了解界面平衡特性。 （1）理解化学吸附与物理吸附概念。 （2）掌握兰缪尔吸附模型的意义与应用。 （3）了解BET多层吸附模型的意义与应用。 3、了解界面反应动力学及多相催化。 4、了解胶体系统的各种分类以及物质的尺度在分类中的意义。 5、掌握胶体系统的稳定、制备和破坏的方法。 （1）理解胶体和稳定机制及相关理论。 （2）掌握胶体失稳的各种因素。 6、掌握胶体系统的各种特性。 包括相平衡性质、动力性质、动电性质、流变性质，并了解其变化规律。 7、了解缔合胶体、乳状液、泡沫以及凝胶的特点，了解影响其稳定性的因素。 本章重点与难点： 1、有关界面现象的有：表面张力、弯曲液面的附加压力及后果、表面吸附量与接触角。 2、有关胶体系统的有：胶体的各种特性、胶性稳定性及相关理论、有关沉降公式及流动电势的计算。 3、有关大分子溶液的有：平均分子质量及测定、大分子溶液的粘度、唐南平衡。 本章教学时数：10-12学时，习题课：2学时。 通常分为胶体化学与界面化学两章讨论，因胶体是高度分散的多相体系，其有很大的比表面，故合为一章。但讲述仍是分开，先谈界面化学。 体系内相与相之间存在的一个过渡层，称为相界面。历史上曾称为“表面”。因人们习惯把S-g、L-g的界面称为表面。现已多改之，因称“表面”有二点不妥：①表面似指一个没有厚度的纯几何面；而界面则是两相间的过渡层，通常具有几个分子层厚为三维空间。②“表面”的范围较窄，象S-L、S-S、L-L亦存“界面”。
天津工业大学2011-2012学年第一学期 应化、化工《胶体与界面化学》课程期末试卷(A卷) 班级___________姓名__________ 学号____________ 一、选择题（25分） 1. 空气中直径0.01m的球形肥皂泡（表面张力为0.025N/m）所受附加压力为( D ) (A) 2.5Pa (B) 5Pa (C) 10Pa (D) 20Pa 2. 液体在毛细管中上升的高度正比于（C ）。 (A) 温度(B) 液体密度(C) 附加压力(D) 管的半径 3. 在相同温度下，同一液体被分散成有不同曲率半径的分散体系时，将具有 不同饱和蒸气压，以P 平、P 凹 、P 凸 分别表示平面、凹面和凸面液体上的饱 和蒸气压，则三者的关系是（ B ） (A) P平＞P凹＞P凸(B) P凸＞P平＞P凹 (C) P凹＞P平＞P凸(D) P凸＞P凹＞P平 4. 用最大气泡法测定溶液表面张力，对实际操作的规定哪条不正确？（D ） (A) 毛细管必须严格清洗保证干净 (B) 毛细管口必须平整 (C) 毛细管应垂直放置并刚好与液面相切 (D) 毛细管垂直深深插入液体内部，每次浸入浓度尽是保持不变 5. 表面活性剂是针对某种特定的液体或溶液而言的，表面活性剂的实质性作 用是（C） （A）乳化作用（B）增溶作用 （C）降低表面张力（D）增加表面张力
6. 电动现象产生的基本原因是（D） （A）外电场或外压力的作用 （B）电解质离子的作用 （C）分散相粒子或多孔固体的比表面能高 （D）固体粒子或多孔固体表面与液相界面间存在扩散双电层结构 7. 区别溶胶与真溶液和悬浮液最简单而灵敏的方法是（C ） （A）乳光计测定粒子浓度（B）超显微镜测定粒子大小 （C）观察丁达尔效应（D）测定ζ电势 8. 江、河水中含的泥沙悬浮物在出海口附近都会沉淀下来，原因有多种，其 中与胶体化学有关的是（ B ） （A）乳化作用（B）电解质聚沉作用 （C）溶胶互沉作用（D）破乳作用 9.雾属于分散体系，其分散介质是（A） （A）气体；（B）液体；（C）固体；（D）气体或固体。 10. 溶胶的基本特性之一是( C ) (A) 热力学上和动力学上皆属于稳定体系 (B) 热力学上和动力学上皆属不稳定体系 (C) 热力学上不稳定而动力学上稳定体系 (D) 热力学上稳定而动力学上不稳定体系。 11. 一个玻璃毛细管分别插入25℃和75℃的水中，则毛细管中的水在两不同温度水中上升的高度( C ) (A) 相同；(B) 无法确定； (C) 25℃水中高于75℃水中；(D) 75℃水中高于25℃水中。 12. 在一个密闭的容器中，有大小不同的两个水珠，长期放置后，会发生( A ) (A) 大水珠变大，小水珠变小(B) 大水珠变大，小水珠变大(C) 大水珠变小，小水珠变大(D) 大水珠，小水珠均变小
（第八章）胶体及界面化学习题 1、有一完全浮在空气中的肥皂泡，若其直径2.0×10-3 m，已知肥皂溶液表面张力0.7Nm-1，则肥皂泡内所受的附加压力是多少? 2、303K时,乙醇的密度为780kg m-3;乙醇与其蒸气压平衡时的表面张力为2.189×10-2Nm-1;试计算在内径为0.2mm的毛细管中它能上升的高度。 3、氧化铝瓷件上需要披银。当烧至1000℃时，液态银能否润湿氧化铝表面？已知1000℃时σ（g-Al2O3）σ(g-Ag)、σ(Ag-Al2O3)分别为1000×10-3 N m-1,920×10-3 N m-1,1770×10-3 N m-1。 4、20℃时水和汞的表面张力系数分别为7.28×10-2N m-1,0.483N m-1,汞-水界面张力为0.375 N m-1，试判断水能否在汞的表面上铺展开来。 5、某晶体相对分子质量是80,在300K其密度为0.9kg dm-3;若晶体与溶液间界面张力为0.2Nm-1。微小晶体直径为0.1×10-6m，.则该小晶体溶解度是大块晶体溶解度的多少倍? 6、1.25℃时，将NaCl溶于1kg水中，形成溶液的体积V与NaCl物质的量n之间关系以下式表示：V(cm3)=1001.38+16.625n+1.7738n3/2+0.1194n2，试计算1mol kg-1NaCl溶液中H2O及NaCl的偏摩尔体积。 7、在15℃，O p下某酒窖中存有104dm3的酒，w(乙醇)= 96%。今欲加水调制为w(乙醇) = 56%的酒。试计算：(1)应加水多少dm3? (2) 能得到多少dm3w(乙醇) = 56%的酒?已知：15℃, O p -3 56.58 8、在40℃时，将1.0 mol C2H5Br和2.0 mol C2H5I的混合物(均为液体)放在真空容器中，假设其为理想混合物，且p*(C 2H5Br) =107.0 kPa , p*(C2H5I)=33.6 kPa (1)起始气相的压力和组成(气相体积不大，可忽略由蒸发所引起的溶液组成的变化)； (2)若此容器有一可移动的活塞，可让液相在此温度下尽量蒸发。当只剩下最后一滴液体 时，此液体混合物的组成和蒸气压为若干? 9、在25℃，O p时把苯(组分1)和甲苯(组分2)混合成理想液态混合物，求1摩尔C6H6从x1=0.8(I 态)稀释到x1=0.6(Ⅱ态)这一过程中ΔG 10、20℃时溶液A的组成为1NH3·8H2O，其蒸气压为1.07×104Pa，溶液B的组成为1NH3·21H2O，其蒸气压为3.60×103Pa (1)从大量的A中转移1molNH3到大量的B中，求ΔG (2)在20℃时，若将压力为O p的1molNH3(g)溶解在大量的溶液B中，求ΔG
1.什么是气凝胶？有哪些主要特点和用途？ 当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体。气凝胶貌似“弱不禁风”，其实非常坚固耐用。它可以承受相当于自身质量几千倍的压力，在温度达到1200摄氏度时才会熔化。此外它的导热性和折射率也很低，绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。 用途：（1）制作火星探险宇航服（2）防弹不怕被炸 （3）过滤与催化（4）隔音材料（5）日常生活用品 2.试述凝胶形成的基本条件？ ①降低溶解度，使被分散的物质从溶液中以“胶体分散状态”析出。②析出 的质点即不沉降，也不能自由行动，而是构成骨架，在整个溶液中形成 连续的网状结构。 3.简述光学白度法测定去污力的过程。 将人工制备的污布放在盛有洗涤剂硬水的玻璃瓶中，瓶内还放有橡皮弹子，在机械转动下，人工污布受到擦洗。在规定温度下洗涤一定时间后，用白度计在一定波长下测定污染棉布试片洗涤前后的光谱反射率，并与空白对照。 4.试述洗涤剂的发展趋势。 液体洗涤剂近几年的新的发展趋势：(1)浓缩化(2)温和化、安全化(3)专业化(4)功能化(5)生态化: ①无磷化②表面活性剂生物降解③以氧代氯 5.简述干洗的原理 干洗是在有机溶剂中进行洗涤的方法，是利用溶剂的溶解力和表面活性剂的加溶能力去除织物表面的污垢。 6. 脂肪酶在洗涤剂中的主要作用是什么？ 脂肪酶，人的皮脂污垢如衣领污垢中因含有甘油三脂肪酸酯而很难去除，在食品污垢中也含有甘油三脂肪酸酯类的憎水物质，脂肪酶能将这些污垢分解成甘油和脂肪酸。 7.在洗涤剂中作为柔和剂的SAA主要是什么物质？ 用作柔和剂的表面活性剂主要是两性表面活性剂 8.用防水剂处理过的纤维为什么能防水？ 织物防水原理：将纤维织物用防水剂进行处理，可使处理后的纤维不表面变为疏水性，防水织物由于表面的疏水性使织物与水之间的接触角θ>90°，在纤维与纤维间形成的“毛细管”中的液面成凸液面，凸液面的表面张力的合力产生的附加压力△P的方向指向液体内部因此有阻止水通过毛细管渗透下来的作用。 9.请举出几个润湿剂的应用实例。 （1）润温剂在农药中的应用。加入润湿剂后，药液在蜡质层上的润湿状况得到改善甚至可以在其上铺展。 （2）润湿剂在原油开采中的应用。溶有表面活性剂的水，称之为活性水，活性水中添加的表面活性剂主要是润湿剂。它具有较强的降低油—水界面张力和使润湿反转的能力 （3）润湿剂在原油集输中的应用。在稠油开采和输送中，加入含有润湿剂的水溶液，即能在油管、抽油杆和输油管道的内表面形成—层亲水表面，从而使器
第一讲习题 1．若将一个立方体分成1000个小立方体，问：（a）小立方体的面积比原来立方体小几倍？ （b）细分的小立方体的总面积比原来大多少倍？ 2．当金溶胶粒子都是半径为0.02μm的球，密度为19.3时，问：（a）0.1克金能生成多少个胶体粒子？（b）试求胶体粒子的表面积；（c）是0.1克的颗粒子表面积的多少倍？3．已知20°C时甲醇的表面张力为22.6 dyn?cm-1，（dσ/dT）为-0.096 dyn?cm-1?K-1，试计算表面熵、总表面能和表面自由能。 4．水的表面张力与温度关系为σ/mN?m-1 = 75.64-0.14×t/°C，计算水在298.16K时的G S、S S与 H S。 5．某细粉固体的比表面为200m2?g-1，在表面上已覆盖一薄层水，现浸入同温度 (25°C) 的水中，可有热量释出，试计算10g固体粉末所释出的热量；问能否通过热量的测定来测定固体粉末的表面积？ 第二讲习题 6． 100°C的纯水中仅有一直径为10-3 mm，在沸腾前过热的温度可达几度？ 7． 25°C时某NaCl细粉的比表面为43.5m2?g-1，测得它在乙醇中的过饱和度为6.71%，已知ρ= 2.17×103 kg?m-3。 (a).设粒子为均匀圆球，求NaCl粒子的半径； (b).求NaCl-乙醇的界面张力（注意：NaCl可离解为Na+离子与Cl-离子）。 8．试计算水在半径为1微米的毛细管中的蒸汽压（假设接触角为零）。请将所得结果与25°C 的正常值比较，并以百分变化表示之。 9．设某一水溶液的表面张力值随浓度的变化关系可以公式σ = 72-500c代表（若c<0.05M）。 计算公式Γ2(1) = Kc中的常数K，即溶质表面过剩随浓度而变的比例常数，温度是25°C。10． 25°C时乙醇水溶液的表面张力与溶液浓度c（单位为mol?L-1）的关系为σ = 72-0.5c+0.2c2（mN?m-1）。求c=0.5时的σ，Γ21和Γ12。 第三讲习题 11．半径为0.1mm的毛细管垂直插入油-水二液层中，设油与水的密度分别为0.8g?cm-3与1.00 g?cm-3，玻璃-水-油的接触角为40°，水相的液面上升高度（h）为4.00cm，计算此油-水的界面张力。 12．测定毛细管上升高度时必须校正粗管内得液面上升。设测定的水，温度为20°C，所用粗管半径分别为 1.6cm和 2.7cm，试计算粗管内水的毛细管上升高度。若垂高计的精度为 0.001mm，问粗管的半径至少应为何值时，始能在毛细管上升法中忽略粗管的毛细管上升。
胶体与界面化学a答案精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
天津工业大学2011-2012学年第一学期应化、化工《胶体与界面化学》课程期末试卷(A卷) 一、选择题（25分） 1. 空气中直径0.01m的球形肥皂泡（表面张力为0.025N/m）所受附加压力为( D ) (A) 2.5Pa (B) 5Pa (C) 10Pa (D) 20Pa 2. 液体在毛细管中上升的高度正比于（ C ）。 (A) 温度 (B) 液体密度 (C) 附加压力 (D) 管的半径 3. 在相同温度下，同一液体被分散成有不同曲率半径的分散体系时，将具有不同饱和蒸气压，以P平、P凹、P凸分别表示平面、凹面和凸面液体上的饱和蒸气压，则三者的关系是（ B ） (A) P平＞P凹＞P凸 (B) P凸＞P平＞P凹 (C) P凹＞P平＞P凸 (D) P凸＞P凹＞P平 4. 用最大气泡法测定溶液表面张力，对实际操作的规定哪条不正确？（ D ）
(A) 毛细管必须严格清洗保证干净 (B) 毛细管口必须平整 (C) 毛细管应垂直放置并刚好与液面相切 (D) 毛细管垂直深深插入液体内部，每次浸入浓度尽是保持不变 5. 表面活性剂是针对某种特定的液体或溶液而言的，表面活性剂的实质性作用是 （ C ） （A）乳化作用（B）增溶作用 （C）降低表面张力（D）增加表面张力 6. 电动现象产生的基本原因是（ D ） （A）外电场或外压力的作用 （B）电解质离子的作用 （C）分散相粒子或多孔固体的比表面能高 （D）固体粒子或多孔固体表面与液相界面间存在扩散双电层结构 7. 区别溶胶与真溶液和悬浮液最简单而灵敏的方法是（ C ） （A）乳光计测定粒子浓度（B）超显微镜测定粒子大小 （C）观察丁达尔效应（D）测定ζ电势
√3．20℃及l atm下，把半径r 1 =lmm的水滴分散为半径r2 = 10-3mm的水滴，问环境至少需作功多少焦耳? （20℃时水的表面张力为72.8mN/m） √ 4．已知毛细管半径r =50μm，将它插入盛有汞的容器中，毛细管 内汞面下降高度h =11.20cm，汞与毛细管表面接触角为140?，汞的密度 为13.6g/cm3，重力加速度g =980cm/s2。求汞在此温度时的表面张力。 √12. 已知20℃时水的表面张力为72.75 mN/m, 其在石蜡上的接触角测定值 为105?，通过计算判断水对石蜡能进行哪些润湿过程？ √2、固体对气体吸附的本质是什么？ √3、物理吸附与化学吸附有哪些区别？ √4、已测得CO在活性炭上的等温吸附线如图1所示，试计算该吸附体系的等量吸附热。√2、胶体纯化有几种方法？画出电渗析纯化装置示意图。 √4、溶胶老化的基本机理是什么？ 。 √4、电动现象直接与下列因素中哪个有关，并解释之。 (a)固体表面电位Ψ；(b)电动电位即ξ电位；(c)表面电荷密度σ。
√5、半径为4x10–7m的球形粒子分散在浓度为l x 10–2mol/L的NaCl水溶液 中。在25℃下，测得其电泳速率为2.5 x 10–8m/s·V。计算其ξ-电位的近 似值。已知25 ℃时水的相对介电常数为78.5，水的粘度为8.9x10–4Pa·s。 《胶体与界面化学》作业题答案： 1、胶体科学定义，胶体体系有哪些最重要的特点？ 胶体：指有粒径为1~100nm粒子组成的微观不均相的高度分散体系。 胶体化学：研究胶体体系形成、稳定和破坏过程中有关化学性质的科学。 胶体体系的特点有： （1）具有巨大的比表面积，界面现象十分重要 （2）具有强烈的尺寸效应 a、熔点变低 b、硬度变大 c、产生Kubo效应 d、隧道效应 3比表面定义。1g汞分散至直径为50nm的汞溶液胶，试求其比表面积及比表面。汞的相对密度为13.6g.cm-3 比表面：以单位体积（或质量）物体的表面积来表示物质分散程度。 M汞=200.5g/mol， S0=4∏r2*6.023*1023/200.5 =4*3.14*（50*10-9/2）2*6.023*1023/200.5 =2.3581*107m2 S= S0V= S0*（m/ρ）=2.3581*107*（1/13.6）*106=1.7*1011m2 5、什么是亲液胶体，什么是憎液胶体，其主要判据是什么？ 亲液胶体：容易与水形成胶体的溶液。 憎液胶体：不溶于介质的物质，经过适当处理后，可将它分散于某种介质中形成胶体溶液。 其主要判据是：是否需要经过处理才能与水形成胶体溶液。 3．20℃及l atm下，把半径r 1 =lmm的水滴分散为半径r2 = 10-3mm的水 滴，问环境至少需作功多少焦耳? （20℃时水的表面张力为72.8mN/m） S1=4∏r12=4*3.14*（1*10-3）2=1.256*10-5m2 S2总=4∏r22*（r1/r2）3=4*3.14*10-3=1.256*10-2m2 ΔG=σ*ΔA=72.8*(1.256*10-2-1.256*10-5)= 4．已知毛细管半径r =50μm，将它插入盛有汞的容器中，毛细管内汞面下降高度h =11.20cm，汞与毛细管表面接触角为140?，汞的密度为13.6g/cm3，重力加速度g =980cm/s2。求汞在此温度时的表面张力。 根据：第二章（1-28）公式Δρgh=2σcosθ/r有 σ=Δρghr/（2cosθ）=13.6*980*11.2*50*10-4/2cos（1800-1400） =487.18g/s2