胶体与表面化学 复习

胶体与表面化

学

第一章绪论

胶体与表面化学：研究胶体分散系统、一般粗分散系统及表面现象的化学分支。

胶体化学：研究胶体体系的科学，是物理化学的分支。

表面化学：研究发生在表面或界面上的物理、化学现象的一门学科，是胶体化学的分支。分散系统：一种物质以细分散状态分散在另一种物质中构成的系统。被分散的不连续相为分散相，连续相为分散介质。可分为：粗分散系统、胶体分散系统、分子分散系统。

习惯上，按分散介质的类型把胶体系统分为气、液、固溶胶。

溶胶：以液体为分散介质时，分散相为固体小粒子的胶体分散系统。

凝胶：以固体为分散介质时，分散相为液体的胶体分散系统。(第九章)

胶体分散系统：分散相粒子至少在一个尺度上的大小处于1~100nm范围内的分散系统。

胶体是物质存在的一种状态而非特殊的物质，不是物质的本性；胶体是两相或多相不均匀分散系统。

界面：不相混溶的两相间的边界区域。凝聚相与气相的边界区域称为表面。

比表面：单位质量或体积的分散相物质所具有的总表面积。

第二章胶体与纳米粒子

胶体制备的一般条件：1.分散相在介质中的溶解度必须极小 2.必须有稳定剂存在

胶体制备方法：一、分散法：1.机械分散（助磨剂、分级设备） 2.电分散（金属水溶胶）3超声波分散（乳状液）4.胶溶（在某些新生成的松散聚集沉淀物中，加入适量的电解质或置于某一温度下，使沉淀重新分散成溶胶。例如正电荷溶胶MMH或MMLHC）

二、凝聚法：用物理或化学方法使分子或离子聚集成胶体粒子的方法。

物理凝聚：将蒸气或溶解状态的物质凝聚成胶体状态。（蒸汽骤冷、更换溶剂）

化学凝聚：通过各种化学反应使生成物呈过饱和状态，初生成的难溶物微粒结合成胶粒，在少量稳定剂存在时形成溶胶。（还原、氧化、水解、复分解法）

溶胶净化：（粗粒子--过滤、沉降、离心；）

胶体中过多的电解质--渗析：用半透膜将溶胶和纯分散介质隔开，仅能让小分子和离子通过而胶粒不能通过；由于浓度差，多余电解质向外渗透，更换溶剂便可净化溶胶。

单分散溶胶：在特定条件下制取的胶粒尺寸、形状和组成皆相同的溶胶。

成核扩散控制模型：控制溶质的过饱和程度使之略高于成核浓度，于是在很短时间内形成全

部晶核--爆发式成核。晶核形成之后，溶液浓度低于成核浓度但仍略高于饱和浓度，于是不在生成新的晶核，已有晶核因扩散而以相同速度长大，形成单分散溶胶。

纳米粒子：三维尺度均在纳米尺度范围内的粒子。至少有一维大小在纳米尺度范围内的固体材料称为纳米材料。（表面原子配位不足、高的表面能）

第三章胶体系统的基本性质

扩散：由于分子热运动和布朗运动，在有浓度梯度存在时，物质（胶粒）从高浓度区向低浓度区迁移的现象。

布朗运动：悬浮在水中的花粉粒子处在不停的无规则的运动之中，其他微粒（如炭末、矿石粉末）也有这种现象，将此现象称之为布朗运动。

扩散是布朗运动的宏观表现，布朗运动是扩散的微观基础。

沉降：由于分散相和分散介质密度的不同，分散相粒子在力场（重力场或离心力场）作用下发生的定向运动。大气压公式--胶体在重力场中的沉降

丁达尔效应：以一束强烈的光线射入溶胶后，在入射光的垂直方向可看到一条明亮光带的现象。散射：在光的前进方向之外也能观察到光的现象。

散射机理：当光波作用到介质中小于光波长的粒子上时，粒子中的电子被迫振动，成为二次波源而向各个方向发射电磁波--散射光波。

Rayleigh散射定律：散射光强度与入射光波长的4次方（反比）、单位体积中质点数（正比）、粒子体积的平方（正比）和粒子与周围介质折射率之差（正相关）有关。

Beer定律（纯溶液和真溶液）及修正（溶胶）

电泳：带点胶粒在电场作用下向着与其电性相反的电极移动的现象。

电渗析：在外电场作用下，异电离子及其溶剂化层向某电极移动而使该极区水面上升的现象。沉降电势：在无外加电场作用下，分散相粒子在分散介质中迅速沉降时在沉降管两端产生的电势差。

流动电势：用压力将液体挤过毛细管网或多孔塞时在毛细管网或多孔塞两端产生的电势差。电泳仪：确定胶粒带电符号、研究电泳的仪器。

胶体带电性质往往与溶胶的制备条件和介质的pH有关。（等电点：大于-负电，小于-正电）质点表面电荷的来源：1.电离 2.离子吸附（凡经化学反应用凝聚法制得的溶胶，其电荷来源于离子的选择吸附）3.晶格取代（粘土晶格中硅氧四面体的硅离子被铝离子、三价铁离子取代、铝氧八面体的铝离子被镁离子、钙离子取代，从而使粘土晶格带负电的现象。）Fajans规则：能和组成质点的离子形成不溶物的离子最易被质点表面吸附。

胶核：组成胶粒核心的固态微粒。胶粒：胶核与吸附层。胶团：胶粒扩散层所有反离子。由电泳速度计算电动电势：公式（球形、棒状）

粘度：（牛顿内摩擦定律）切应力比切速即为黏度。

层流（流速在管中心处最大，近壁处最小）、塞流（流速在与管道轴线垂直的任何截面上被假定为一常数）、紊流（湍流）

牛顿体、塑性体、假塑体、胀流体、触变流体的流变性质（物质在外力作用下变形和流动的性质）：切速-切应力曲线：胀-牛-假-塑（从左到右）

胶体溶液的稳定性：是指其某种性质（如分散相浓度、颗粒大小、系统粘度和密度等）有一定程度的不变性。1.热力学~；大的界面能，不稳定 2.动力学~：是指胶粒从分散介质中析离的程度；有强烈的布朗运动，相对稳定3.聚集~：是指系统的分散度是否随时间变化。

DLVO理论：溶胶在一定条件下是稳定存在还是聚沉，取决于粒子间的相互吸引力和静电斥力；斥力大引力则溶胶稳定，反之则不稳定。

胶粒总势能随距离的变化曲线及其解释：P77

聚沉值：能引起某一溶胶发生明显聚沉所需外加电解质的最小浓度。即临界聚沉浓度。

聚沉能力：聚沉值的倒数。

敏化作用：当向胶体中加入低于能使其稳定所需数量的聚合物时，聚合物使体系临界聚沉浓度降低的现象。

保护作用：向胶体中加入较多数量的聚合物，使体系更加稳定的现象。

金值：大分子保护金溶胶能力的量度。

显微镜：普通、超、电子显微镜

胶粒的平均直径：1.数均直径2.面均直径 3.体均直径对于单分散系统，三者相等；

多分散系统则是d数

第四章表面张力、毛细作用与润湿作用

表面张力：（比表面自由能）增加单位面积所消耗的功。也是单位长度上的力。

表面能：外界所消耗的功储存于表面，成为表面分子所具有的一种额外的势能。

分子力可以引起净吸力，净吸力引起表面张力，表面张力和液面相切、和净吸力相互垂直。液体表面张力的测定：1.毛细上升法 2.环法 3.气泡最大压力法

拉普拉斯公式和开尔文公式的推导

润湿：一种流体取代固体表面存在的另一种流体的过程。

黏附：气液界面与气固界面转变为液固界面的过程。黏附功Wa=

润湿角（接触角）：让液体在固体表面形成液滴，达到平衡时，过气液固三相交界点作气液界面的切线，与固液界面的夹角。

杨方程：

铺展：液固界面取代气固界面的同时，气液界面也扩大了同样的面积。铺展系数S=

浸润：气固界面转变为液固界面的过程，而液体表面没有变化。浸润功Wi=

第五章表面活性剂

表面活性剂：在很低浓度就能大大降低溶剂表面张力、改变体系的表面状态从而产生润湿和反润湿、乳化和破乳、分散和凝聚、起泡和消泡以及增溶等一系列作用的化学物质。

表活剂分类：1.按离子类型：离子型--阴离子型、阳离子型、两性，非离子型--聚氧乙烯型、多元醇型； 2.按溶解性：水溶性，油溶性；3.按分子量：低分子，中分子，高分子；

4.按用途：渗透剂，润湿剂，乳化剂，破乳剂，起泡剂，消泡剂，增溶剂，絮凝剂等。Krafft点：离子型表面活性剂在低温时溶解度较低，随温度升高其溶解度缓慢增加，达到某一温度时其溶解度迅速增加，此温度为Krafft点。反映亲油性。（正相关）

浊点：缓慢加热非离子型表面活性剂的透明水溶液，到某一温度后溶液发生混浊，表面活性剂开始析出。溶液呈现浑浊的最低温度为浊点。反映亲水性。（正相关）

HLB值：亲水亲油平衡值。（石蜡=0，聚乙二醇=20；油酸=1，十二烷基硫酸钠=40）

HLB值具有加和性；非离子型：0~20 ；离子型：1~40

1.聚氧乙烯型非离子表面活性剂的HLB=亲水基质量/（亲油基质量+亲水基质量）*20

2.多元醇脂肪酸酯非离子型表面活性剂HLB=20*（1-S/A）

S-酯的皂化值A-原料脂肪酸的酸值

胶束：表面活性剂分子溶解在水中达到一定浓度时，其非极性部分自动结合，形成使憎水基向里、亲水基向外的多分子聚集体。

临界胶束浓度：表面活性剂溶液性质发生突变时的浓度，即胶束开始明显形成时的浓度。CMC测定方法：1.表面张力法 2.电导法 3.折光指数法 4.染料增溶变色法

CMC的影响因素：1.同系物中，若亲水基相同，亲油基中的碳氢链越长CMC越小；

2.亲油基中的烷烃基相同时，非离子型表面活性剂的CMC比离子型小得多；

3.亲油基中的烷烃基相同时，亲水基对CMC影响较小，亲水基的亲水性强其CMC较大；

4.分子中原子种类和个数都相同的表面活性剂，亲水基支化程度高者CMC大；

5.含氟型表面活性剂比同类型、同碳原子数的碳氢表面活性剂的CMC小得多；

6.无机盐对表面活性剂的CMC影响显著。（降低）

7.长链极性有机物对表面活性剂的CMC影响显著。

8.两个链长不同的表面活性剂的同系混合物，链长者降低CMC的能力强。

Gibbs吸附公式：（单位）

增溶作用：难溶性和不溶性有机物在表面活性剂胶束水溶液中溶解度增大的现象。

影响增溶作用的因素：1.表面活性剂的结构 2.被增溶物的结构 3.电解质 4.温度

第六章乳状液

乳状液：是一种液体以极小液滴的形式分散在另一种与其不相混溶的液体中所构成的多相分散体系。分散相叫内相，分散介质为外相。

乳化：由水和油（广义）混合生成乳状液的过程。破乳：将乳状液破坏，使油和水分离。乳化剂：能使两种不相混溶的液体形成稳定乳状液的物质。（降低分散体系自由界面能，不让液滴互碰后聚结）

乳状液分类：1.油包水型2.水包油型3.多重乳状液（油包水包油、水包油包水）

乳状液制备混合方式：1.机械搅拌2.胶体磨3.超声波乳化器 4.均化器

乳化剂加入方式：1.转相乳化法2.瞬间成皂法3.自然乳化法4.界面复合物生成法

5.轮流加液法

乳状液类型鉴别：1.稀释法 2.染色法 3.导电法

4.观测法：O/W乳白色，W/O油脂状

5.滤纸润湿法

变型（反相）：油包水型乳状液变成水包油型乳状液的现象（或与之相反的转变过程）。

破乳方法：1.化学法（反型乳化剂-破乳剂） 2.顶替法3.电破乳法4.加热法5机械法

微乳液：由水、油、表面活性剂和助表面活性剂等四个组分以适当的比例自发形成的透明或半透明的稳定体系。有W/O、O/W、双连续结构三种类型。

第七章吸附作用与吸附剂

吸附：当不相混溶的两相接触时，两体相中的某种或几种组分的浓度与它们在界面相中浓度不同的现象（或在界面相浓集、富集、聚集的现象）。

发生吸附作用时被吸附的物质为吸附质，能在其表面发生吸附作用的固体物质为吸附剂。物理吸附和化学吸附的区别

主要特征

物理吸附 化学吸附 吸附力

范德华力 化学键 选择性

无 有 吸附热

近于液化热 近于反应热 吸附速度

快，易平衡，不需要活化能 较慢，难平衡，常需要活化能 吸附层

单或多分子层 单分子层 可逆性 可逆 不可逆

1.区别不是绝对的，有时二者可相伴发生；

2.在气体吸附中，因为吸附是放热的，所以无论是物理吸附还是化学吸附，吸附量均随温度的升高而降低；

3.同一吸附系统，在低温下是物理吸附，高温下为化学吸附。

吸附曲线：吸附等温线--在一定温度下，平衡吸附量随气体压力变化的曲线。

吸附等压线--在一定气体压力下，平衡吸附量随温度变化的曲线。吸附等量线 第一类吸附等温线（单分子吸附类型）

1.Freundlich 吸附等温式：1/n V Kp = 或1lg lg lg V K p n

=+ V 为吸附体积；K 为常数，与温度、吸附剂种类、采用的单位有关；n 为常数。

Langmuir 吸附等温式—单层分子吸附理论 三个假设：①气体分子碰在已被固体表面吸 附的气体分子上是弹性碰撞，只有碰到空白的固体表面时才被吸附，即吸附是单分子层的； ②被吸附的气体分子从固体表面跃回气相的或然率不受周围气体分子的影响，即不考虑气体分子间的相互作用力；③固体吸附剂表面是均匀的，即表面各吸附位置的能量相同。 覆盖度1bP bP θ=+ 或 1VmbP V bP =+ 或 1111+V Vm Vmb P

= b--吸附系数 解释吸附等温线：1.压力足够低时bp<<1,则V 约=Vmbp,V 与p 呈直线关系；

2.压力足够大时，bp>>1，则V 约=Vm ，V 与p 无关，吸附已达到单分子层；

3.压力适中时，V 与p 是曲线关系，即图中弯曲部分。

吸附剂比表面积S 比=Vm/22400*N A *a 0 a 0--吸附质分子截面积

第九章 凝胶

凝胶：溶胶或溶液中的高分子在一定条件下互相连接，形成空间网状结构，结构空隙中充满了作为分散介质的液体（在干凝胶中也可以是气体，干凝胶也成为气凝胶），这样一种特殊的分散体系称作凝胶。

凝胶的分类：弹性凝胶：由柔性的线性大分子物质形成的凝胶。（可逆凝胶）

非弹性凝胶：由刚性质点溶胶所形成的凝胶。（不可逆凝胶）

胶凝：由一定浓度的高分子溶液或溶胶在放置过程中形成凝胶的过程。

溶液或溶胶形成凝胶的基本条件：1.降低溶解度，使被分散相的物质从溶液中以“胶体分散状态”析出；2.析出的质点既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。

制备方法：1.改变温度：降低温度，质点因碰撞相互连结而形成凝胶。

2.加入非溶剂：在Ca(Ac)2的饱和水溶液中加入酒精中，制成凝胶。

3.加入盐类：在亲水性较大和粒子形状不对称的溶胶中，加入适量的电解质可形成凝胶。

4.化学反应：利用化学反应生成不溶物时，如果条件合适也可以形成凝胶。不溶物形成

凝胶的条件是：（1）在产生不溶物的同时生成大量的小晶体；(2)晶粒的形状以不对称的为好，这样有利于形成骨架。

凝胶的性质：

1.触变作用：振动时网状结构受到破坏（线状粒子互相离散，系统出现流动性）凝胶等温可逆地转变为溶胶；静置后线状粒子又重新交联形成网状结构而形成凝胶；溶胶和凝胶的性质均没有明显变化。这种现象称为触变作用。--切稀

2.离浆作用：溶胶胶凝后，在放置过程中，凝胶的性质还在不断的变化，这种现象称为老化。离浆现象是水凝胶在基本上不改变原来形状的情况下，分离出所包含的一部分液体，使构成凝胶网络的颗粒相互收缩靠近、排列得更加有序的现象。

3.膨胀（溶胀）作用：凝胶在液体或蒸气中吸收这些液体和蒸气时，使自身质量、体积增加的作用。是弹性凝胶的特性。

胶体与表面化学教学大纲

课程代码：0303181 课程英文名称：Colloid and Surface Chemistry 课程类别：专业选修课 课程负责人：王英滨 胶体与表面化学教学大纲 (总学时：40讲课：40) 一、课程教学目的 本课程是为材料化学专业开设的专业选修课，同时也可作为材料学、环境工程等专业的选修课。通过本课程的学习，学生在大学物理化学的基础上，进一步了解胶体与表面的基本理论问题，并能在以后的研究工作中加以应用。 二、课程教学基本内容、要求及学时分配 第一章绪论 2学时，了解胶体的定义与特点，胶体化学发展简史，胶体化学的研究对象和意义，胶体与表面化学的发展。 第二章胶体的制备和性质 6学时，掌握溶胶的制备和净化，溶胶的动力学性质，溶胶的光学性质，溶胶的电学性质和胶团结构，溶胶的稳定性和聚沉，流变性质。 第三章凝胶 6学时，掌握凝胶通性及分类，凝胶的形成与结构，胶凝作用及其影响因素，凝胶的性质，几种重要的凝胶。 第四章界面现象和吸附 8学时，掌握表面张力和表面能，弯曲界面的一些现象，润湿和铺展，固体表面的吸附作用，吸附等温方程式，固体－溶液界面吸附 第五章常用吸附剂的结构、性能和改性 6学时，掌握多孔性物质物理结构的测定方法，常用吸附剂的结构和性能，固体的表面改性第六章表面活性剂 6学时，掌握表面活性剂的分类和结构特点，表面活性剂在界面上的吸附，表面活性剂的体相性质，胶束理论，表面活性剂的亲水亲油平衡（HLB）问题，表面活性剂的作用 第七章乳状液 6学时，掌握乳状液的制备和物理性质，影响乳状液类型的因素和乳状液类型的鉴别，影响乳状液稳定性的因素，乳化剂的选择，乳状液的变形和破乳，乳状液的应用 三、本课程与其它课程的联系与分工 学习本课程需无机化学、有机化学、物理化学等课程基础。 四、教学方式 主要以课堂讲授方式进行，使用多媒体教学。 五、成绩评定方法 本课程的考核以课堂提问情况、完成作业等平时成绩和期末撰写读书报告成绩综合评

界面与胶体化学复习题及答案

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1-5

胶体与表面化学 第一章 绪论 化学：无机化学、有机化学、物理化学、分析化学 无机化学：（元素化学，研究无机物的制备、合成与性能） 如：H 2O 有机化学：（生命化学，研究C 、O 、P 、S 等少量元素形成的 种类极多的化合物 ，就简单元素的复杂化学。） 小分子：甲烷 如： 大分子：淀粉 杀虫剂： 医药： 液晶： 物理化学：（用物理模型、数学概念化的手段研究化学） 物理：量子间的相互作用 化学：是量子间结合与排列。 热力学：状态——状态：能量转化的过程， 几千种状态方程。 动力学：物质间反应速度的问题（有时热力学 分支极多： 能进行但动力学不能进行） 电化学：电池：Fe+HCl ——FeCl 2+H 2 电子转移 形成电池（Li +） 高能电池 Fe 2+，Fe 3+（提纯难99.99%~99.9999%） 胶体与表面化学：气液固按不同形式混合， 泥土在水中分层，纳米材料， 牙膏，原油，化妆品。 理论化学：（非实验的推算来解释或预测化合物的各种现 象。） 如：用计算机模拟模型推算是否可以达到预期目的，在校 正 合成。

分析化学：（研究物质的组成、含量、结构和形态等化 学信息的分析方法一门科学） 如：三聚氰胺事件分析手段差蛋白质含量（N）一、基本概念 相：体系中物理化学性质完全相同的均匀部分 界面：相与相的交接面 表面：一相为气相的界面 比表面：单位体积或重量物体的表面积。 S0=S/V 对于立方体：S0=6L2/L3=6/L 对于球体：S0=3/R 胶体化学：是研究胶体体系的科学。它是物理化学的一个重要分支。随着胶体化学的发展，它已经成为一门独立的学科。 表面化学：研究发生在表面或界面上的物理和化学现象的一门科学。是胶体化学的分支。 （原油催化裂化） 二、胶体体系 小实验：泥土置于水中沉降。1、分类及定义：分散相粒子半径在1 ~100 nm 的分散体系。 2、特点 （1）特有的分散程度——多相项多分散体 粒子的大小在10-9~10-7m之间，扩散较慢，不能透过半透膜。 （2）多相不均匀性 由许多离子或分子聚结而成，结构复杂，有的保持了该难溶盐的原有晶体结构，而且粒子大小不一，与介质之间有明显的相界面，比表面很大。 （3）热力学不稳定性 因为粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不稳定体系，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自动聚结成大粒子。

上海大学胶体与表面化学考试知识点

1、胶体的基本特性 特有的分散程度；粒子大小在1nm~100nm之间 多相不均匀性：在超级显微镜下可观察到分散相与分散介质间存在界面。 热力学不稳定性；粒子小，比表面大，表面自由能高，是热力学不稳定体系，有自发降低表面自由能的趋势，即小粒子会自动聚结成大粒子。 2、胶体制备的条件： 分散相在介质中的溶解度须极小 必须有稳定剂存在 3、胶体分散相粒子大小分类 分子分散系统 胶体分散系统 粗分散系统 二、 1、动力学性质布朗运动、扩散、沉降 光学性质是其高度分散性与不均匀性的反映 电学性质主要指胶体系统的电动现象 丁达尔实质：胶体中分散质微粒散射出来的光 超显微镜下得到的信息 （1）可以测定球状胶粒的平均半径。 （2）间接推测胶粒的形状和不对称性。例如，球状粒子不闪光，不对称的粒子在向光面变化时有闪光现象。 （3）判断粒子分散均匀的程度。粒子大小不同，散射光的强度也不同。 （4）观察胶粒的布朗运动、电泳、沉降和凝聚等现象 观察到胶粒发出的散射光，可观察布朗运动电泳沉降凝聚，只能确定质点存在和位置（光亮点），只能推测不能看到大小和形状 2、胶体制备的条件 溶解度稳定剂 3、溶胶的净化 渗析法、超过滤法 4、纳米颗粒粒径在1-100之间纳米颗粒的特性与粒子尺寸紧密相关，许多特性 可表现在表面效应和体积效应两方面。 5、布朗运动使胶粒克服重力的影响， 6、I反比于波长λ的四次方 7、溶胶产生各种颜色的原因；溶胶中的质点对可见光产生选择性吸收。溶胶对光吸收显示特定波长的补色不吸收显示散射光的颜色 agcl&agbr光透过浅红垂直淡蓝雾里黄灯减散，入射白光散射光中蓝紫色光散射最强天蓝是太阳散射光，早傍晚红色是透射光有宇散射作用 8、 9、胶粒带电原因：吸附、电离、同晶置换（晶格取代）、摩擦带电。 10、胶团结构：一定量难溶物分子聚结成中心称为胶核、然后胶核选择性的吸附稳定剂中的一种离子，形成紧密吸附层；由于正、负电荷相吸，在紧密层外形成反号离子的包围圈，从而形成了带与紧密层相同电荷的胶粒；胶粒与扩散层中的反号离子，形成一个电中性的胶团。 11、热力学电势和电动电势的区别： 发生在不同的部位、一般情况电动电势是热力学电势一部分绝对值小于热力学电势、热力学

界面与胶体化学复习题及答案

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。

胶体与表面化学 试题

一、是非题 1.表面超量的英文具体描述： The surface excess of solute is that the number of moles of solute in the sample from the surface minus the number of moles of solute in the sample from the bulk under a condition of the same quantity of solvent or the surface excess of solvent has been chosen to be zero. 2.囊泡的形成途径： The final surfactant structures we consider as models for biological membranes are vesicles. These are spherical or ellipsoidal particles formed by enclosing a volume of aqueous solution in a surfactant bilayer. Vesicles may be formed from synthetic surfactants as well. 3.絮凝与聚焦之间的区别： Coalescence ：the process that many small particles take together to form a new big particle,total surface area of the dispersion system decreases. Aggregation:the process by which small particles clump together like a bunch of grapes (an aggregate), but do not fuse into a new particle,total surface area of the dispersion system do not decrease as well. 4.胶束micelle ：A monophasic, fluid, transparent, isotropic and thermodynamically stable system composed by surfactant and water, the particle has some linear dimension between 10-9-10-6m. 5.乳液emulsion ：A multiphasic, no-transparent and thermodynamically unstable system composed by surfactant, cosurfactant, oil and water. 6.微乳液microemulsion ：A monophasic, fluid, transparent, isotropic and thermodynamically stable system composed by surfactant, cosurfactant, oil and water. 7.囊泡vesicle ：能不能直接从双联续制备转换过来？（√） 8.憎水溶胶 亲水溶胶 连续相与分散相有没有明显界限？（没有） 9.胶束体系的稳定性与哪些因素有关？与哪些因素无关？ 10.瑞利散射：条件 粒子大小 11.表面吸附超量γ：物理意义 溶剂的量是不是都为零？（×） 12.TEM 、SEM 都需要把样品放入真空中，最后结果都可以表明原来分散度。（×） 13.在Langmuir 膜、LB 膜 单层 理想气体方程式 能否用理想气体关系式描述？（能） 二、多项选择题 1.表面吉布斯自由能： The Gibbs equation:multicomponent systems γμAd dn SdT V G i i ++ =∑-dp From Gibbs-Duhen equation:∑μi dn i =0 注：S G G G G ++=β α ； ∑+-+=i i i n TS pV E G μ； ∑+-+=i i i s s s n TS A E G μγ； dA Ad d n dn SdT TdS Vdp pdV dE dG i i i s i i i γγμμβ α++++-++=∑∑∑)-(,,； dA Ad w d n dn dG pV nom s i i i i i i γγδμμβ α++++=∑∑∑)-SdT -(Vdp -,,； γμμβ αAd d n dn SdT Vdp dG i i i s i i i +++= ∑∑∑)-(,,； ∑+=i i i dn SdT Vdp dG μ-

胶体与表面化学知识点整理

第一章 1.胶体体系的重要特点之一是具有很大的表面积。 通常规定胶体颗粒的大小为1-100nm（直径） 2.胶体是物质存在的一种特殊状态，而不是一种特殊物质，不是物质的本性。 胶体化学研究对象是溶胶（也称憎液溶胶）和高分子溶液（也称亲液溶胶）。 气溶胶：云雾，青烟、高空灰尘 液溶胶：泡沫，乳状液，金溶胶、墨汁、牙膏 固溶胶：泡沫塑料、沸石、冰淇淋，珍珠、水凝胶、红宝石、合金 第二章 一．溶胶的制备与净化 1.溶胶制备的一般条件：（1）分散相在介质中的溶解度必须极小（2）必须有稳定剂存在 2.胶体的制备方法：（1）凝聚法（2）分散法 二．溶胶的运动性质 1.扩散：过程为自发过程 ，此为Fick第一扩散定律，式中dm/dt表示单位时间通过截面A扩散的物质数量，D为扩散系数，单位为m2/s，D越大，质点的扩散能力越大 扩散系数与质点在介质中运动时阻力系数之间的关系为：（为阿伏加德罗常数；R为气体常数） 若颗粒为球形，阻力系数=6（式中，为介质的黏度，为质点的半径）故，此式即为Einstein第一扩散公式 浓度梯度越大，质点扩散越快；就质点而言，半径越小，扩散能力越强，扩散速度越快。 2.布朗运动：本质是分子的热运动 现象：分子处于不停的无规则运动中 由于布朗运动是无规则的，因此就单个粒子而言，它们向各方向运动的几率是相等的。在浓度高的区域，单位体积的粒子较周围多，造成该区域“出多进少”，使浓度降低，这就表现为扩散。扩散是布朗运动的宏观表现，而布朗运动是扩散的微观基础 Einstein认为，粒子的平均位移与粒子半径、介质黏度、温度和位移时间t之间的关系：，此式常称为Einstein-Brown位移方程。式中是在观察时间t内粒子沿x轴方向的平均位移；r为胶粒的半径；为介质的粘度；为阿伏加德罗常数。 3.沉降

胶体与表面化学的简答题

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。2.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。 3. 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。 4.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。 5.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，从而使器壁对稠油的流动阻力降低，以利于稠油的开采和辅送。这种含润湿剂的水溶液 即为润湿降阻

研究生胶体与表面化学题

研究生胶体与表面化学题 1、下列物系中哪一种为非胶体？ ①牛奶②烟雾③人造红宝石④空气 2、溶胶的基本特性之一是 ①热力学上和动力学上皆属稳定的物系 ②热力学上和动力学上皆为不稳定的物系 ③热力学上稳定而动力学上不稳定的物系 ④热力学上不稳定而动力学上稳定的物系 3、溶胶有三个最基本的特性，下列哪点不在其中？ ①分散性②聚结不稳定性③多相性④动力稳定性 4、丁铎尔（Tyndall）现象是光射到粒子上发生下列哪种现象的结果？ ①散射②反射③透射④折射 5、在外加电场作用下，胶体粒子在分散介质中移动的现象称为 ①电渗②电泳③流动电势④沉降 6、下列各性质中哪个不属于溶胶的动力学性质？ ①布朗运动②扩散 ③电泳④沉降平衡 7、对于AgI的水溶胶，当以KI为稳定剂时其结构可以写成 [（AgI）m nI-(n-x)K+]x-x K+ 则被称为胶粒的是指: 8、在AS2S3溶胶中加入等体积，等当量浓度的下列不同电解质溶液，则使溶胶 聚沉最快的是 ①LiC1 ②NaC1 ③CaCI2 ④A1C13 9、在Al2O3溶胶中加入等体积，等当量浓度的下列不同电解质溶液，则使溶胶 聚沉得最快的是 ①KC1 ②KNO3 ③K3[Fe(CN)6] ④K2C2O4 10、在一定量的AgI溶胶中加入下列不同电解质溶液，则使溶胶在一定时间内完 全聚沉所需电解质的量最少者为

①La(NO3)3 ②Mg(NO3)2 ③NaNO3 ④KNO3 11、下列各点哪一点不属于电动现象？ ①电导②电泳 ③电渗④沉降电位 12、对于电动电位即ξ电位的描述，哪一点是不正确的？ ①ξ电位表示了胶粒溶剂化层界面到均匀液相内的电位 ②ξ电位的绝对值总是大于热力学电位? ③ξ电位的值易为少量外加电解质而变化 ④当双电层被压缩到溶剂化层相合时，ξ电位为零。 13、为测定大分子溶液中大分子化合物的平均分子量，下列各方法中哪一种是不 宜采用的？ ①渗透压法②光散射法 ③冰点降低法④粘度法 14、乳状液、泡沫、悬浮液等作为胶体化学研究的内容，一般地说是因为它们 ①具备胶体所特有的分散性、不均匀性和聚结不稳定性 ②充分具备胶体的分散性及不均匀性 ③充分具备胶体的分散性及聚结不稳定性 ④充分具备胶体的不均匀性及聚结不稳定性 15、大分子溶液与溶胶在性质上的最根本区别是 ①前者粘度大，后者粘度小 ②前者是热力学稳定物系，后者是热力学不稳定物系 ③前者是均相的而后者是不均匀的多相物系 ④前者对电解质稳定性大后者加入微量电解质即能引起聚沉 16、在大分子溶液中加入多量的电解质，使大分子溶液发生聚沉的现象被称为盐 析。它主要是因为 ①大量电解质的离子发生强烈水化作用而使大分子去水化 ②降低了动电位 ③电解质加入使大分子溶液处于等电点

胶体与表面化学练习题

胶体练习题 一、判断题： 1．溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。 2．溶胶与真溶液一样是均相系统。 3．能产生丁达尔效应的分散系统是溶胶。 4．通过超显微镜可以看到胶体粒子的形状和大小。 5．ζ电位的绝对值总是大于热力学电位φ的绝对值. 6．加入电解质可以使胶体稳定，加入电解质也可以使肢体聚沉；二者是矛盾的。7．晴朗的天空是蓝色，是白色太阳光被大气散射的结果。 8．旋光仪除了用黄光外，也可以用蓝光。 9．大分子溶液与溶胶一样是多相不稳定体系。 二、单选题： 1．雾属于分散体系，其分散介质是： (A) 液体；(B) 气体；(C) 固体；(D) 气体或固体。2．将高分子溶液作为胶体体系来研究，因为它： (A) 是多相体系；(B) 热力学不稳定体系； (C) 对电解质很敏感；(D) 粒子大小在胶体范围内。 3．溶胶的基本特性之一是： (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。 4．溶胶与大分子溶液的区别主要在于： (A) 粒子大小不同；(B) 渗透压不同； (C) 丁铎尔效应的强弱不同；(D) 相状态和热力学稳定性不同。 5．大分子溶液和普通小分子非电解质溶液的主要区分是大分子溶液的： (A) 渗透压大；(B) 丁铎尔效应显著； (C) 不能透过半透膜；(D) 对电解质敏感。 6．以下说法中正确的是： (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。 7．对由各种方法制备的溶胶进行半透膜渗析或电渗析的目的是： (A) 除去杂质，提高纯度； (B) 除去小胶粒，提高均匀性； (C) 除去过多的电解质离子，提高稳定性； (D) 除去过多的溶剂，提高浓度。 8．在AgNO3溶液中加入稍过量KI溶液，得到溶胶的胶团结构可表示为： (A) [(AgI)m·n I-·(n-x) ·K+]x-·x K+；(B) [(AgI)m·n NO3-·(n-x)K+]x-·x K+；

胶体与表面化学第四版重点

胶体与表面化学（第四版） 1.绪论 分散系统：一种物质以细分散状态分散在另一种物质中构成的系统。 分散相：分散系统中被分散的不连续相。 分散介质：分散系统中的连续相。 比表面：单位质量分散相物质所具有的面积。 缔合胶体：多个分子的缔合体构成胶体分散相。 胶体体系：分散相粒子至少在一个尺度上的大小处在1-100nm 范围内的分散系统。 溶胶：把分散介质是液体的胶体系统称为液溶胶，介质是水为水溶胶；介质是固体为固溶胶。 2.胶体与纳米粒子的制备 胶体制备：分散法（机械、电分散、超声波、胶溶）、凝聚法（还原、氧化、水解、复分解）晶核-晶体成长 条件：1）分散相在介质中的溶解度必须极小；2）必须有稳定剂的存在 净化：1）渗析：利用羊皮纸或火棉胶制成的半透膜，将溶胶与纯分散介质隔开。 2）超过滤：利用半透膜代替普通滤纸在压差下过滤溶胶的方法。 3）渗透：借半透膜将溶液和溶剂隔开，此膜只允许溶剂分子通过，胶粒和溶质不能通过。 反渗透：渗透平衡时在浓相一侧施加外压，则浓相中的溶剂分子向稀相迁移。 单分散溶胶：特定条件下制取的胶粒尺寸、形状和组成皆相同的溶胶。 胶体晶体：由一种或多种单分散胶体粒子组装并规整排列的二维或三维类似于晶体的有序结构。 光子晶体：在各个方向能阻止一定频率范围的光传播。 纳米粒子特性：比表面积大；易形成聚团；熔点低；磁性强；光吸收强；热导性能好 制备：气相、液相、固相 纳米气泡：在液体中或固液界面上存在的纳米尺度的气泡。 3.胶体系统的基本性质(N A =6.5*1023mol -1，R=8.314，T=273K) 运动 扩散：扩散系数：爱因斯坦第一扩散公式：r 61πη?=A N RT D 爱因斯坦布朗运动：r 3t t 2πη?==A N RT D X 沉降：大气压随高度分布：RT M gh -p p ln 0h = 光学 散射现象：当质点大小在胶体范围内时。反射：质点直径远大于入射光波长。 丁道尔现象：以一束强烈的光线射入溶胶后，在入射光的垂直方向可以看到一道明亮的光带。 Rayleigh 散射：022 1222122423)2(c 24I n n n n v I ?+-?=λπ 电学 电动现象：电泳：带负电的胶粒向正极移动，带正电的胶粒向负极移动。 电渗析：水在外加电场作用下，通过黏土颗粒间的毛细通道向负极移动的现象。 沉降电势：在无外加电场作用下，使分散相粒子在分散介质中快速沉降，则在沉降管两端产生电势差。 流动电势：用压力将液体挤过毛细管网或由粉末压成的多孔塞，在毛细管网两端产生电势差。 质点荷电原因：电离；离子吸附；晶格取代 双电层结构：胶粒表面带电时，在液相中必有与表面电荷数量相等且符号相反的离子存在，这些离子称为反离子。反离子一方面受静电引力作用向胶体表面靠近，另一方面受分子热运动及扩散作用有在整个液体中均匀分布的趋势。结果使反离子在胶粒表面区域的液相中形成平衡，越靠近界面反离子浓度越高，越远离界面反离子浓度越低。胶粒表面电荷与周围介质中的反离子构成双电层。胶粒表面与液体内部的电势差

胶体与表面化学知识点整理

第一章 胶体的制备和性质 一、什么是胶体？ 1.胶体体系的重要特点之一是具有很大的表面积。 通常规定胶体颗粒的大小为1-100nm （直径） 2.胶体是物质以一定分散程度存在的一种特殊状态，而不是一种特殊物质，不是物质的本性。 胶体化学研究对象是溶胶（也称憎液溶胶）和高分子溶液（也称亲液溶胶）。 气溶胶：云雾，青烟、高空灰尘 液溶胶：泡沫，乳状液，金溶胶、墨汁、牙膏 固溶胶：泡沫塑料、沸石、冰淇淋，珍珠、水凝胶、红宝石、合金 二、溶胶的制备与净化 1.溶胶制备的一般条件：（1）分散相在介质中的溶解度必须极小（2）必须有稳定剂存在 2.胶体的制备方法： （1）分散法：①研磨法：用机械粉碎的方法将固体磨细（产品细度1-74μm ） ②胶溶法（解胶法）：仅仅是将新鲜的凝聚胶粒重新分散在介质中形成溶胶，并加入 适当的稳定剂。（目前制备纳米材料和超微细粉的方法） ③超声波分散法：让分散介质动起来。主要用来制备乳状液（即分散介质是液体的体系）。 好处是不与溶液接触。 ④电弧法：用于制备金属水溶胶。金溶胶多用于美容。 （2）凝聚法：①化学凝聚法 ②物理凝聚法：A 、更换溶剂法（溶解度是减小的）：利用物质在不同容剂中的溶解度的显著差别，制备溶胶，而且两种溶剂要能完全互溶。（与萃取区别） B 、蒸汽骤冷法：制备碱金属的苯溶胶。 3.溶胶的净化：简单渗析法，电渗析，超过滤法 三．溶胶的运动性质 1.扩散：胶粒从高浓度向低浓度迁移的现象，此过程为自发过程根本原因在于存在化学位。 d d d d m c DA t x =-，此为Fick 第一扩散定律，式中dm/dt 表示单位时间通过截面A 扩散的物质数量，D 为扩散系数，单位为m 2 /s ，D 越大，质点的扩散能力越大。 扩散系数D 与质点在介质中运动时阻力系数f 之间的关系为：A RT D N f =（A N 为阿伏加德罗常数；R 为气体常数） 若颗粒为球形，阻力系数f =6r πη（式中，η为介质的黏度，r 为质点的半径） 故1 6RT D NA r πη= ?，此式即为Einstein 第一扩散公式 浓度梯度越大，质点扩散越快；就质点而言，半径越小，扩散能力越强，扩散速度越快。 2.布朗运动：粒子越小布朗运动越激烈，其运动激烈的程度不随时间而变，但随温度变化。 本质：分散介质的分子热运动。 现象：分子处于不停的无规则运动中 半径大于5μm 时布朗运动消失。 由于布朗运动是无规则的，因此就单个粒子而言，它们向各方向运动的几率是相等的。在浓度高的区

胶体与表面化学试卷

胶体与表面化学 考试题型 一，选择题(15Χ2‘，共30分) 二，判断题（15Χ1‘,共15分） 三, 简答题(共6道题目，共30分) 四, 计算题(共5道题目，共25分) 例题------选择题 1.雾属于分散体系，其分散介质是 A 固体 B 气体 C 液体 D 气体或固体 2.区别溶胶与真溶液和悬浮液最简单灵敏的方法是： A 乳光计测定粒子浓度 C 超显微镜测定粒子大小 B 观察丁铎尔效应 D 观察ζ电位 3.固体物质与极性介质（如水溶液）接触后，在相之间出现双电层，所产生的电势是指 A 滑动液与本体液之间的电势差 C 紧密层与扩散层之间的电势差 B 固体表面与本体溶液间的电势差 D 小于热力学电位φ 4.下列性质中既不属于溶胶动力学性质又不属于电动性质的是： A 沉降平衡 B 布朗运动 C 沉降电势 D 电导 5.当溶胶中加入大分子化合物时： A 一定使溶胶更稳定 C 对溶胶稳定性影响视加入量而定 B 一定使溶胶更容易为电解质所聚沉 D 对溶胶稳定性没有影响 6. 同一体系，比表面自由能和表面张力都用σ表示，它们 A 物理意义相同，数值相同 C 物理意义相同，单位不同 B 量纲和单位完全相同 D 前者是标量，后者是矢量 7.对处于平衡状态的液体，下列叙述不正确的是 A 凸液面内部分子所受压力大于外部压力 B 凹液面内部分子所受压力小于外部压力 C 水平液面内部分子所受压力大于外部压力 D 水平液面内部分子所受压力等于外部压力 8.胶束的出现标志着表面活性剂的: A 降低表面张力的作用下降 C分子远未排满溶液表面 B 溶解已达到饱和 D分子间作用超过它与溶剂的作用 9.有机液体与水形成W/O型还是O/W型乳状液与乳化剂的HLB值有关，一般是： A HLB值大，易形成W/O型 C HLB值大，易形成O/W型 B HLB值小，易形成O/W型 D HLB值小，不易形成W/O型 10. 将分散系统按离子大小分类时，胶体离子的大小范围是： A 直径大于10-9m； B 直径介于10-7~10-5m； C 直径介于10-9~10-7m； D 直径小于10-5m。 11. 通常称为表面活性剂的物质是指将其加入液体中后： ( ) (A)能降低液体的表面张力； (B)能增大液体的表面张力； (C)能显著增大腋体的表面张力； (D)能显著降低液体的表面张力。 12. 下述现象中与表面活性物质无关的是： ( ) (A)乳化； (B)润湿； (C)起泡； (D)溶解。 13. 插在液体中的玻璃毛细管里面液面上升或下降决定于该液体的： ( )

2011表面化学与胶体化学试卷

2011年武汉理工大学资源与环境工程学院环境工程专业 硕士研究生表面与胶体化学考试题 （本试卷共10题，每题10分，共100分） 1、表面张力与自由能的关系是什么，影响表面张力的因素有些？F= 2 γ L 其中γ代表液体的表面张力系数，即垂直通过 液体表面上任一单位长度与液面相切的力。 简称表面张力（surface tension ）是液体 基本物化性质之一，通常以mN/m为单位。 表面 (过剩)自由能: 对一定量的液体，在恒 T.P下体系增加单位表面积外界所做的功。即 增加单位表面积体系自由能的增量。 dG = -SdT + VdP + γdA 注意：表面自由能并非表面分子总能量，而是 表面分子比内部分子自由能之增值。 表面张力与表面自由能的区别 所用的符号相同，量纲相同，单位适宜时数 值相同。 单位不同（mN/m, mJ/m2） 物理意义不同：分别是力学/热力学方法在表

面现象中物理量。 表面张力与分子间作用力密切相关 极性物质的γ>非极性物质 结构相似时，分子量越大，γ越高 芳环或共轭双键一般>饱和碳氢化合物 一般有机液体的γ在20-50 mN/m 水是常见液体中表面张力最高的约72 mN/m 熔盐及液体金属γ最高。 Hg 486.520, Fe 18801550, He 0.3651K 一般液体的表面张力皆随温度升高而降低 (几乎全部，有特例) 表面张力可看作分子间作用力的一种度量。 温度升高，分子动能增加，分子间吸引力部 分被克服。故 dγ/ dT < 0。当达到临界温度 时γ消失。个别液体的表面张力温度系数为正 值例如液体金属铜和锌。 温度变化不大时（10-20°C）有近似的线性关 系：γ=γ0(1-bT) 通常压力对表面张力影响不大 (dV/dA) T.P.n= ( dγ/dP)A.T.n 2、简要解释Laplace与Kevin方程，并说明其主要用途。 1)液体压力与曲率的关系－Laplace公式

胶体与表面化学期末复习资料(老马押题小组出品)

第一章绪论 1.相：体系中物理化学性质完全相同的均匀部分； 2.界面：相与相之间的交界面； 3.表面：一相为气相的界面； 4.比表面：单位体积或重量的物质所具有的总表面积； 5.胶体化学：研究胶体体系的科学； 6.表面化学：研究发生在物质表面或界面上的物理化学现象的一门学科； 7.胶体：粒子大小1~100nm，热力学不稳定，动力学稳定，扩散速度慢，不发生渗析，能通 过滤纸，在超显微镜下可见； 8.胶体分类：按分散介质可分为“气、液、固溶胶”。 第二章胶体的制备 1.胶体制备的一般条件：①分散相在介质中的溶解度必须极小，反应物浓度很稀，生成难溶 物晶体颗粒很小，不具备长大条件； ②必须有稳定剂存在； 2.胶体制备方法： （一）分散法 ①机械分散法：适用于脆而易碎的物质，对于柔韧性物质必须先硬化再粉碎。 ②电分散法：将金属做成两个电极，浸在水中，盛水的盘子放在冷浴中。在水中加入少 量氢氧化钠做稳定剂。制备时在两电极上施加100V左右的直流电，调节 电极间距离，使之发出电火花，这时表面金属蒸发，是分散过程，接着金 属蒸汽立即被水冷却而凝聚成凝胶。 ③超声波分散法：将分散相和分散介质两种不混溶的液体放在样品管中，样品管固定在变 压器油浴中。在两电极上通入高频电流，使电极中间的石英片发生机械震 荡，使样品管中的两个液相均匀地混合成乳状液。 ④溶胶分散法：新生成的沉淀中加入电解质或改变体系温度而形成溶胶体系。 （二）凝聚法：用物理方法或化学反应使分子、离子狙击成胶体粒子的方法。 （1）物理凝聚：将蒸汽状态或溶解状态的物质凝聚成胶体状态的方法。 ①蒸汽骤冷法；②更换溶剂法； （2）化学凝聚：通过各种化学反应使生成物呈过饱和状态。使初生成的难溶物微粒结合成胶粒，在少量稳定剂存在的条件下形成溶胶。 3.溶胶的净化方法 （一）粗粒子：过滤、沉降、离心； （二）电解质：渗析、电渗析、超过滤、渗透与反渗透 4.单分散溶胶定义：溶胶粒子的尺寸、形状、结构都相同的溶胶体系； 5.单分散溶胶制备理论（LaMer） 控制溶质的过饱和浓度，使之略高于成核浓度，爆发式成核。晶核形成后， 使溶液浓度迅速降低，低于最低成核浓度但略高于饱和浓度，使已形成晶 核以相同的速度长大，形成单分散溶胶。

胶体与表面化学 课程大纲及重点

胶体与表面化学

第一章绪论（2学时） 1.1胶体的概念 什么是胶体，胶体的分类 1.2胶体化学发展简史 1.3胶体化学的研究对象 表面现象，疏液胶体，缔合胶体，高分子溶液。 重点：胶体、分散系统、分散相、分散介质的概念。 难点：胶体与表面化学在矿物加工工程中的作用及意义。 教学方法建议：启发式教学，引导学生对胶体及表面化学的兴趣。第二章胶体与纳米材料制备（4学时） 2.1胶体的制备 胶体制备的条件和方法，凝聚法原理。 2.2胶体的净化 渗析、渗透和反渗透。 2.3单分散溶胶 单分散溶胶的定义及制备方法。 2.4胶体晶体 胶体晶体的定义及制备方法 2.5纳米粒子的制备 什么是纳米材料，纳米粒子的特性及制备方法 重点：胶体的制备、溶胶的净化、胶体晶体的制备。 难点：胶体制备机理。 教学方法建议：用多媒体教学，注重理论联系实际。 第三章胶体系统的基本性质（8学时） 3.1溶胶的运动性质 扩散、布朗运动、沉降、渗透压和Donnan平衡。 3.2溶胶的光学性质 丁道尔效应和溶胶的颜色。 3.3溶胶的电学性质

电动现象、双电层结构模型和电动电势(ζ电势) 3.4溶胶系统的流变性质 剪切速度越切应力，牛顿公式，层流与湍流，稀胶体溶液的黏度。 3.5胶体的稳定性 溶胶的稳定性、DLVO理论、溶胶的聚沉、高聚物稳定胶体体系理论。 3.6显微镜及其对胶体粒子大小和形状的测定 显微镜的类型及基本作用 重点：沉降、渗透压、电泳、电渗、ζ电势的计算、双电层结构模型、DLVO理论、溶胶的聚沉。 难点：双电层结构模型。 教学方法建议：多媒体教学和板书教学相结合。 第四章表面张力、毛细作用与润湿作用（6学时） 4.1表面张力和表面能 净吸力和表面张力的概念、影响表面张力的因素、液体表面张力和固体表面张力的 测定方法。 4.2液-液界面张力 Anntonff规则、Good-Girifalco公式、Fowkes理论和液-液界面张力的测定。 4.3毛细作用与Laplace公式和Kelvin公式 毛细作用，Laplace公式和Kelvin公式的应用，曲界面两侧的压力差及与曲率半径的关系，毛细管上升或下降现象，弯曲液面上的饱和蒸气压。 4.4润湿作用和杨氏方程 润湿现象、润湿角，润湿角的测量方法、润湿角的影响因素、铺展、杨方程、润湿热的计算。 4.5固体表面能 固体表面能的特点与表面张力的区别 重点：润湿现象、润湿角、润湿角的计算；Laplace公式和Kelvin公式的计算公式；润湿热的计算。 难点：Fowkes理论和杨方程。 教学方法建议：启发性讲解与讨论式教学相结合，板书与多媒体教学相结合。