【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/a915810125.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/a915810125.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/a915810125.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
胶体和表面科学期刊 芬顿类氧化剂2,4-DCP在水溶液中用铁基纳米粒子做非均相体系催化剂 摘要：在这篇文献中，为了理解多种铁基纳米粒子在芬顿氧化和脱氯还原中所起的作用，将它们用作非均相体系2,4-DCP的芬顿氧化剂和2,4-DCP的还原脱氯剂，用nZVI、n-NI/Fe、n-Pd/Fe和二价铁离子时2,4-DCP的脱氯效率是6.48%、6.80%、15.95%、5.02%，而2,4-DCP的芬顿氧化效率在180分钟后分别是57.87%，34.23%，27.94%，19.61%。使用n-Pd/Fe有更高的脱氯效率，是因为Pd有效的催化作用和有效的nZVI异构芬顿氧化剂，可以使还原脱氯和异构芬顿氧化同时发生。然而，制备nZVI作为针对被观察的多相芬顿试剂的潜在非均相催化剂，SEM，EDS和XRD证明了nZVI表面的变化是因为二价铁离子的过滤，完全有机碳显示出2,4-DCP是被分解了。而且，实验显示出，2,4-DCP 的PH值和浓度都对多相芬顿氧化有显著影响。最后，2,4-DCP一个可能的降解机理被提出来了。 1 介绍 氯酚常常被用作木制品、画、蔬菜纤维、皮革和消毒水的防腐剂。大部分的氯酚都极难生物降解，而且因为其毒性广受关注。2,4-DCP就是其中广受关注的一种氯酚，常常出现在废水中。因此，移除地下水和土壤中的2,4-DCP受到了广泛的关注。为移除氯酚研制了很多生物、物理或者化学方法，但是，生物方法全都因为氯酚对微生物的毒性受到局限。物理方法如吸附或液体薄膜只是把污染物从一个地方转移到另一个地方，所以效果也不显著。包括氯化和高锰酸钾氧化的化学方法是把有毒中间产物转变为不完全氧化，因此，找到一个让氯酚分解的有效方法是非常必要的。 在过去的几年里，高级氧化技术成为了降解有毒物质和顽固性有机混合物的有效方法。在这些技术中，芬顿氧化是其中很有效的一种，因为它的配方容易掌握，而且环保。铁离子和过氧化氢会引发高活性的羟基自由基。虽然用芬顿试剂分解氯酚很有前景，均相催化剂常常作为亚铁盐加入，会很快分解并且导致效率降低。为了解决这个问题，多相的铁负载型催化剂，比如ZVI，a-FeOOH和四氧化三铁，被作为类芬顿反应。但是，用这个系统讲解有机污染物的速度太慢了，必须附加超声波或者可见光照射和UV去加快这个反应速度。 纳米粒子因为它们的尺寸，相对较大的表面积和作为固体催化剂的高活性，被认为是治理如TNT、氯酚、染料的污染物的一种潜在有效方法，而且，据显示，TCE的卤化作用用于合成Pd/Fe双金属纳米粒子是nZVI速度的30倍高。但是氯酚不能被铁基纳米粒子完全分解，因为其中的一些中间产物会被当成副产物存留下来，这些副产物都是有毒性的。最近，nZVI在类芬顿物系中展现出分解大范围环境残留有机垃圾的潜质，更好的是，当纳米级零价铁离子在均相类芬顿系统中被当成催化剂的时候，不只是有机污染物迅速降解了，中间产物也氧化了。但是，铁基纳米粒子（如：nZVI，n-Ni/Fe，n-Pd/Fe）作为芬顿氧化的催化剂机理始终没有明确，另一方面，铁基纳米粒子用作氯酚的还原降解也还没有被报道过。这些研究可以帮助理解铁基纳米粒子在氯酚降解过程中的功能和作用。此外，在用铁基纳米粒子降解氯酚的机理中，降解和氧化的区别也没有被明确。因为这些理由，在这篇论文中，首先，不同的铁基纳米粒子（如：nZVI，n-Ni/Fe，n-Pd/Fe）
表面化学 一、选择题 1. 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 2. 如图在毛细管内装入润湿性液体, 当在毛细管内左端加热时,则管内液体将：( ) (A) 向左移动(B) 向右移动(C) 不移动(D) 因失去平衡而左右来回移动 3. 对大多数纯液体其表面张力随温度的变化率是：( ) (A) (?γ/?T)p> 0 (B) (?γ/?T)p< 0 (C) (?γ/?T)p= 0 (D) 无一定变化规律 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. 弯曲表面上附加压力的计算公式：?p = p' - p0= 2γ/R' 中，R' 的符号：( ) (A) 液面为凸面时为正，凹面为负(B) 液面为凸面时为负，凹面为正 (C) 总为正(D) 总为负 6. 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 7. 在相同温度下，同一液体被分散成具有不同曲率半径的物系时，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，则三者之间的关系是：( ) (A) p平> p凹> p凸(B) p凹> p平> p(C) p凸> p平> p凹(D) p凸> p凹> p平 8. 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.分散系、分散质和分散剂 一种(或几种)物质的微粒分散到另一种物质里形成的混合物，叫做分散系．如NaCl溶解在水中形成的NaCl溶液就是一种分散系．在分散系中，分散成微粒的物质，叫做分散质．如NaCl溶液中的NaCl为分散质．分散质分散在其中的物质，叫做分散剂．如NaCl溶液中的水为分散剂． 2.胶体的本质特征：分散质粒子的直径大小在1nm～100nm之间 3.胶体的分类 气溶胶——雾、云、烟 按分散剂状态分液溶胶——Fe(OH)3胶体、蛋白质溶液 胶体固溶胶——烟水晶、有色玻璃 按分散质分粒子胶体—分散质微粒是很多分子或离子的集合体，如Fe(OH)3胶体 分子胶体—分散质微粒是高分子，如淀粉溶液，蛋白质溶液 3.胶体的重要性质 ①丁达尔现象：光通过胶体时所产生的光亮的通路的现象。胶体的丁达尔现象是由于胶 体微粒对光线的散射而形成的，溶液无此现象，故可用此法区别溶液和溶胶。 ②布朗运动：胶体粒子所作的无规则的、杂乱无章的运动。布朗运动是分子运动的体现。 ③电泳现象：在外加电场的作用下，胶粒在分散剂里向阴极或阳极作定向移动的现象。 工业生产中可利用电泳现象来分离提纯物质。 3 色；而As2S3胶体微粒向阳极移动，使阳极附近颜色加深，呈深金黄色。 ④胶体的聚沉：一定条件下，使胶体粒子凝结而产生沉淀。胶体聚沉的方法主要有三种： a.加入电解质 b.加入与胶粒带相反电荷的另一种胶体 c.加热。如：制皂工业生产 中的盐析，江河入海口三角洲的形成等等。 ⑤渗析：依据分散系中分散质粒子的直径大小不同，利用半透膜把溶胶中的离子、分子 与胶粒分离开来的方法。利用渗析可提纯胶体。 5.胶体的制取（氢氧化铁胶体的制取） 原理：FeCl3+3H2O =Fe(OH)3(胶体)+3HCl
1. 何谓胶体稳定性？试用胶粒间相互作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。 2. 混凝过程中，压缩双电层何吸附－电中和作用有何区别？简要叙述硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系。 3. 高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？ 4.为什么有时需要将PAM在碱化条件下水解成HPAM？PAM水解度是何涵义？一般要求水解度为多少？ 5.混凝控制指标有哪几种？为什么要重视混凝控制指标的研究？你认为合理的 控制指标应如何确定？ 6.混合和絮凝反应同样都是解决搅拌问题，它们对搅拌有何不同？为什么？ 7.根据反应器原理，什么形式的絮凝池效果较好？折板絮凝池混凝效果为什么优于隔板絮凝池？ 8.采用机械絮凝池时，为什么要采用3～4档搅拌机且各档之间需用隔墙分开？ 9.试述给水混凝与生活污水及工业废水混凝各自的特点。 10.某粗制硫酸铝含Al2O315％、不溶解杂质30％，问：(1)商品里面Al2(SO4)3和溶解杂质各占的百分数；(2)如果水中加1克这种商品，计算在水中产生的 Al(OH)3、不溶解杂质和溶解的杂质分别重多少？ 11.For a flow of 13500 m3/d containing 55mg/L of suspended solids, ferric sulfate is used as a coagulant at a dose of 50mg/L (a) Assuming that there is little alkalinity in the water, what is the daily lime dose? (b) If the sedimentation basin removes 90% of the solids entering it, what is the daily solids production from the sedimentation basin? 12.隔板絮凝池设计流量75000m3/d。絮凝池有效容积为1100m3。絮凝池总水头损失为0.26m。求絮凝池总的平均速度梯度G值和T G值各为多少？（水厂自用水量按5%计） 13.某机械絮凝池分成3格。每格有效尺寸为2.6m（宽）?2.6m（长）?4.2m（深）。每格设一台垂直轴桨板搅拌器，构造按图15-21，设计各部分尺寸为：r2=1050mm；桨板长1400mm，宽120mm；r0=525mm。叶轮中心点旋转线速度为：第一格v1=0.5m/s 第二格v2=0.32m/s 第三格v3=0.2m/s 求：3台搅拌器所需搅拌功率及相应的平均速度梯度G值（水温按20℃计算）14. 当硫酸铝投加量为20毫克/升（商品重），消毒加氯量为5毫克/升，水厂产水量为10000米3/日，一级和二级泵房总提升高度为60米，试计算每日所耗药费和电费，又每千吨水的药费和电费为多少？（每吨硫酸铝和液氯分别按350
第八章胶体溶液 学习指导 本章提要 第一节分散系概述 一、分散系的分类 一种或几种物质分散在另一种物质中所形成的系统称为分散系。被分散的物质称为分散相，容纳分散相的连续介质称为分散介质。按照分散相粒径的大小，可以把分散系分为分子分散系、胶体分散系和粗分散系。分散系统有均相分散系和非均相分散系两种类型。非均相分散系的分散相和分散介质为不同的相，均相分散系只有一个相。 二、胶体分散系 胶体分散系的分散相粒子大小在1～100nm之间。胶体分散系又可分为溶胶、高分子溶液以及缔合胶体。溶胶的分散相粒子是由许多小分子或小离子聚集而成，溶胶是高度分散的非均相系统，较不稳定。高分子溶液的分散相粒子是单个大分子或大离子，高分子溶液很稳定，属于均相系统。缔合胶体是由表面活性剂分子在水中彼此以疏水基互相聚集在一起，形成的疏水基向里、亲水基向外的胶束溶液。其缔合作用是自发和可逆的，是热力学稳定体系。 第二节表面现象 一、表面积与表面吉布斯能 分散相在分散介质中分散的程度称为分散度，通常用单位体积物质所具有的表面积，即比表面表示物质的分散度。比表面越大，分散度也越大。表面层分子比内部分子多出一部分能量，称为表面Gibbs能或表面能，用G表。增加单位表面所需要的功常用σ表示，这种功成为单位表面积的表层分子比同量内部分子多出的自由能，叫比表面能，单位为J·m-2。所以也可以把σ看做是作用于液面每米长度上的表面的收缩力，即看做是该液体的表面张力。故表面张力又称比表面能，单位可用N·m-1表示：G表＝σ·A，表面张力是影响高度分散系稳定性的重要因素。 二、表面活性剂 介质中其他物质的分子、原子或离子自动聚集在某物质（液体或固体）表面上的过程称为吸附。溶液表面会吸附溶质，使液体表面张力发生变化。能显著降低水的表面张力的物质称为表面活性物质或表面活性剂。若溶质能降低溶剂表面张力，则溶液表层将保留更多的溶质分子或离子，其表层溶质的浓度大于内部浓度，这种吸附称为正吸附；反之，若能增高溶剂的表面张力，溶液表层则排斥溶质分子或离子，使其尽量进入溶液内部，此时溶液表层溶质的浓度小于其内部浓度，这种吸附称为负吸附。表面活性物质在溶液中能形成正吸附。 表面活性剂分子含有两类基团，一类是疏水性或亲脂性非极性基团，另一类为亲水性极性基团。由于表面活性剂的两亲性，当它溶入水中，亲水性基端进入水中，疏水性基端则力图离开水相，在水的表面定向排列，从而降低表面张力和系统的自由能。 于纯水中加入极少量表面活性剂，它被吸附在水相表面定向排列形成薄膜。但当进入水中的表面活性剂达到一定量时，在分子表面膜形成的同时，表面活性剂也逐渐聚集起来，互相把疏水基靠在一起，形成亲水基朝向水而疏水基在内的直径在胶体分散相粒子大小范围的缔合体，这种缔合体称为胶束。胶束的形成减小了疏水基与水的接触面积，从而使系统稳定。由胶束形成的溶液称为缔合胶体。缔合胶体是热力学稳定系统。开始形成胶束时表面活性剂的最低浓度称为临界胶束浓度（CMC）。表面活性剂可使不溶于水的动植物油脂或其它有机物裹在其中形成胶束，这种作用称为增溶。 三、乳化作用 一种液体分散在另一种不相溶（或部分互溶）的液体中，形成高度分散体系的过程称为
第八章土壤胶体及其对离子的吸附 交换作用 【教学目标】 ●土壤胶体 1、掌握土壤胶体的含义、类型和基本构造。 2、重点了解土壤胶体的性质及其在土壤物理、化学和生物学过程中的重要作用。 3、了解土壤的保肥供肥性与土壤胶体组成的关系，为什么说土壤腐殖质含量高的其 保肥性强？ ●土壤离子交换作用 1、解土壤产生吸收（吸附）性的根本原因、吸收类型及其产生的机理。 2、重点掌握阳离子交换作用产生的机理以及对土壤性状产生的影响。 土壤胶体是土壤中最细小、最活跃的部分，土壤胶体的组成和性质对土壤的理化性质，如土壤的吸附性、酸碱性、缓冲性以及土壤结构都有很大的影响。土壤肥力的高低与土壤胶体的组成、数量和性质密切相关，土壤胶体是土壤肥力性状赖以表现的物质基础中最精华的部分；同时，土壤胶体的形成过程也是土壤形成过程的反映，由于土壤形成条件的不同，土壤的胶体类型、含量和性质均有较大的差异。所以，要了解土壤的形成过程和土壤肥力的实质，必须弄清土壤胶体的性质。本章将着重讨论对土壤肥力影响较大的土壤胶体的组成、结构、性质及其相关的离子交换性的一般规律。 8.1 土壤胶体 8.1.1 土壤胶体的概念 8．1. 1. 1 土壤胶体是一种分散系统 任何胶体系统都是一种分散系统，而分散系统通常由两种物质所组成，一种物质的分子呈连续分布状态，称为分散介质；另一种物质的分子是不连续的，称为分散相，分散相均匀地分散在分散介质中，构成胶体分散系统。 在自然界中这种分散系统是很多的，如烟是微细的碳粒分散在空气里，云雾是小水滴分散在大气里，豆浆是大豆蛋白分子分散在水里等。土壤本身就是一个复杂的多元分散系统。 在一般情况下，是把土壤固相颗粒作为分散相，而把土壤溶液和土壤空气看做分散介质。 8．1. 1. 2 土壤胶体的大小范围 一般胶体是指作为分散相的那些细小颗粒，其大小的上限是0.1 μm, 下限为 1 nm(<1 nm属于溶液范围)。但是胶体大小的界限也不是绝对的，而主要应根据表现出的胶体性质而定，如光学、电学性质等。 根据以上这种认识，土壤胶体的大小范围与通常所指的胶体有所不同。一般将其上限规定为0.001 mm, 即1 μm，这比一般胶体大10倍，因为这样大小的颗粒已明显表现出胶体性质，如黏粒又称为胶粒。 8.1.2 土壤胶体的种类土壤胶体从形态上可分为无机胶体(也称矿质胶体)、
1、 九种分散系： 分散质 分散剂 实例 气 气 空气 液 气 云/雾 固 气 灰尘 气 液 泡沫 液 液 酒、牛奶 固 液 泥水 气 固 海绵 液 固 珍珠 固 固 合金 2、当分散剂是水或其他液体时，按分散质粒子大小分类： 溶液：<1nm 稳定 胶体：1～100nm 电泳 不能通过半透膜，可以通过滤纸 聚沉 浊液：>100nm 3、胶体的性质： 丁达尔效应：当光束通过胶体时会产生光亮的“通路”。 布朗运动：胶体分散质粒子作不停的、无秩序的运动 电泳：胶体粒子带电，在外电场的作用下会在分散剂里做定向移动。 聚沉：向胶体中加入少量的电解质时，胶体会发生聚沉，因为胶体粒子带电 胶体介稳的（能稳定存在）原因：胶体粒子带同种电荷，从而相互排斥，阻碍胶粒变大；胶体粒子做布朗运动。 常见胶体的制备：Fe(OH)3胶体（制备：向煮沸的蒸馏水中，滴加饱和FeCl 3溶液，煮沸得到红褐色 Fe(OH)3胶体）
FeCl3+3H2O Fe(OH)3(胶体) +3HCl 4、了解胶体的应用： （1）工业除杂、除尘（利用的是电泳现象，空气中的灰尘大多数带正电,静电发生器产生负电将灰尘吸附并通过 过滤装置收集） （2）土壤的保肥作用（土壤胶粒一般带负电荷,所以可以吸附阳离子,如NH4+和K+等,这样的阳离子被土壤胶粒 吸附,就不容易随水分流失,起到一定的保肥作用,也就便于植物的根部进行吸收） （3）豆腐的制作原理 即可） （4）江河入海口处形成三角洲（河流本身携带的泥沙以胶体形式存在（当然,我们伟大的黄河是悬浊液,或者是水的 形成三角洲.至于 为什么是三角形的,这与流体动力学有关） （5）明矾的净水作用（明矾作为净水剂明矾溶于水后电离产生了Al3+，Al3+与水电离产生的OHˉ结合氢氧化铝胶体 粒子带有正电荷，与带负电的泥沙胶粒相遇，失去了电荷的胶粒，很快就会聚结在一起，粒子越结越大，终于 沉入水底。
一、选择题 1. 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 2. 如图在毛细管内装入润湿性液体，当在毛细管内左端加热时，则管内液体将： (A) 向左移动(B)向右移动(C)不移动(D)因失去平衡而左右来回移动 3. 对大多数纯液体其表面张力随温度的变化率是: 4. 在相同温度下，固体冰和液体水的表面张力哪个大 5. 弯曲表面上附加压力的计算公式：?巾=p' - p o= 2 /R中，R'的符号：() (A) 液面为凸面时为正，凹面为负(B) 液面为凸面时为负，凹面为正 (C)总为正(D) 总为负 6?微小晶体与普通晶体相比较，哪一种性质不正确? 7. 在相同温度下，同一液体被分散成具有不同曲率半径的物系时，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，则三者之间的关系是： () (A) p平＞ p凹＞ p凸(B) p凹＞ p平＞ p (C) p凸＞ p平＞ p凹(D) p凸＞ p凹＞ p平 8. 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：() 表面化学 (A) (/ 汀)p> 0 (B) (/ 汀)P< 0 (C) (：7汀)p= 0 (D) 无一定变化规律 (A)冰的大(B) 水的大(C) 一样大(D)无法比较 (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
(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
第一章溶液与胶体习题 1.是非判断题 1-1状态相同的体系不一定是单相体系。 1-2根据相的概念可知，由液态物质组成的系统中仅存在一个相。 1-3所有非电解质的稀溶液，均具有稀溶液的依数性。 1-4难挥发非电解质稀溶液的依数性不仅与溶质种类有关，而且与溶液的浓度成正比。 1-5难挥发非电解质溶液的蒸汽压实际上是溶液中溶剂的蒸汽压。 1-6有一稀溶液浓度为C，沸点升高值为ΔT b，凝固点下降值为ΔT f，则ΔT f必大于ΔT b 。 1-7溶液在达到凝固点时，溶液中的溶质和溶剂均以固态析出，形成冰。 1-8纯净的晶体化合物都有一定的熔点，而含杂质物质的熔点一定比纯化合物的熔点低，且杂质越多，熔点越低。 1-9体系的水溶液随着温度不断降低，冰不断析出，因此溶液的浓度会不断上升。 1-10纯溶剂通过半透膜向溶液渗透的压力叫渗透压。 1-11溶剂通过半透膜进入溶液的单方向扩散的现象称作渗透现象。 1-12 将10% 葡萄糖溶液用半透膜隔开，为使渗透压达到平衡，必须在某侧溶液液面上加一压强，此压强就是该葡萄糖溶液的渗透压。 1-13将浓溶液和稀溶液用半透膜隔开,欲阻止稀溶液的溶剂分子进入浓溶液,需要加到浓溶液液面上的压力,称为浓溶液的渗透压。 1-14 0.3mol·kg-1的蔗糖溶液和0.3mol·kg-1的甘油溶液的渗透压相等。 1-15 在相同温度时，凝固点为-0.52℃的泪水与0.81% NaCl水溶液具有相同的渗透压，互为等渗溶液。 1-16人血浆在37℃的渗透压为780Kpa，因此血红细胞在1.2% NaCl溶液中皱缩而沉降。 1-17用渗透压法测定胰岛素的摩尔质量，将101mg胰岛素溶于10.0mL水中，测得25℃渗透压为4.34Kpa，则胰岛素的摩尔质量为5760g·mol-1。 1-18反渗透是外加在溶液上的压力超过了渗透压时，溶液中的溶剂向纯溶剂方向流动的过程。 1-19渗透压较高的溶液其物质的量浓度一定较大。 1-20由于乙醇比水易挥发,故在相同温度下，乙醇的蒸汽压大于水的蒸汽压。 1-21对于难挥发性溶质的稀溶液，依数性(ΔT b = K b×b) 中b指溶液中溶质质点的质量摩尔浓度的总和。 1-22两种或几种互不发生化学反应的等渗溶液以任意比例混合后的溶液仍是等渗溶液。 1-23溶胶是指分散质颗粒直径在1-100nm分散体系。 1-24核胶带电表面与均匀液相之间的电势差称ζ电势。
第七章乳状液 7.1乳状液 ?乳状液是一种多相分散体系，它是一种液体以极小的液滴形式分散在另一种与其不相混溶的液体中所构成的，其分散度比典型的憎液溶胶低得多。 ?凡由水和…油”(广义的袖)混合生成乳状液的过程，称为乳化。 乳状液 1.油/水型即水包油型 (O/W) 如：润肤露 2.水油型即油包水型 (W/O) 如：牛奶 ?当液体分散成许多小液滴后，体系内两掖相间的界面积增大，界面自由能增高，体系成为热力学不稳定的，有自发地趋于自由能降低的倾向，即小液滴互碰后聚结成大液滴，直至变为两层液体。为得到稳定的乳状掖，必须设法降低分散体系的界面自由能，不让液滴互碰后聚结。为此，主要的是要加入一些表面活性剂，通常也称为乳化剂。 ?乳化剂是乳状液形成所必不可少的成分，乳化剂分子往往有两个分别亲水和亲油的端基，亲水基与水结合，亲油基与有结合，在水和由之间形成过渡层，从而降低水和由的界面张力，使溶液得以乳化。 7.2 乳状液的制备和物理性质 一、混合方式 1.机械搅拌 用较高速度(4000—8000r/min)螺旋桨搅拌器制备乳状液是实验 室相工业生产中经常使用的一种方式。 2.胶体磨 将待分散的体系由进料斗加入到胶体磨中，在磨盘间切力的作用 下使待分散物料分散为极细的液滴，乳状液由出料口放出。 3.超声波乳化器 靠压电晶体或磁致伸缩方法产生的超声波破碎待分散的液体。 4.均化器 均化器实际是机械加超声波的复合装置。将待分散的液体加压， 从一可调节的狭缝中喷出，在喷出过程中超声波也在起作用。 二、乳化剂的加入方式 1.转相乳化法 将乳化剂先溶于油中，在剧烈搅拌下慢慢加水，加入的水开始 以细小的液滴分散在油中，是W/O型乳状液。再继续加水，随 水量增多，乳状液变稠，最后转相变成O/W型乳状液。 2.瞬间成皂法 将脂肪酸加入油相，碱加入水相，两相混合，在界面上即可瞬间 生成作为乳化剂的脂肪酸盐。 3.自然乳化法
第四章胶体的制备与机理 §4.1 溶胶的制备方法 一、分散法 1、机械粉碎法利用机械设备利用机械设备，，将大块的物料粉碎成细小颗粒的方法将大块的物料粉碎成细小颗粒的方法。。 该法制得的颗粒直径>1μm ，效率较差效率较差。。 原因原因：：①颗粒越小颗粒越小，，互相之间得吸引力越强 ②颗粒自发变大可以减小体系的表面能颗粒自发变大可以减小体系的表面能。。 提高研磨效率的方法 ①加溶剂冲稀;②加入稳定剂工业上-表面活性剂作稳定剂表面活性剂作稳定剂，， 例如：油漆工业中研磨色料时油漆工业中研磨色料时，，常加入金属皂盐常加入金属皂盐，， 在岩石粉碎中在岩石粉碎中，，加入极少量的表面活性剂加入极少量的表面活性剂。。 2、电分散法将金属制成电极将金属制成电极，，正负两极的 端部靠得很近端部靠得很近，，通电后通电后，，在电极板间产生电弧在电极板间产生电弧，， 在电弧作用下在电弧作用下，，电极表面的金属气化电极表面的金属气化，，气体金 属遇水冷却后成为胶体颗粒属遇水冷却后成为胶体颗粒，，分散在水中形成 金属溶胶金属溶胶。。（见图3-23）
一、分散法 3、超声分散法 实验室内利用超声波对分散物质产生巨大的撕碎力实验室内利用超声波对分散物质产生巨大的撕碎力，，使物质分散成溶胶的方法的方法（（见图3-22） 4、胶溶法将生成的沉淀将生成的沉淀，，加一些胶溶剂加一些胶溶剂，， 使沉淀转化为溶胶的方法使沉淀转化为溶胶的方法。。 例如例如：：新生的Fe(OH)3沉淀沉淀，，加入少量 的稀FeCl 3溶液经搅拌溶液经搅拌，，沉淀即可转化为红 棕色的Fe(OH)3溶胶溶胶，，这种作用称为胶溶作 用，FeCl 3称为胶溶剂。
第一章气体、溶液和胶体 一、选择题 1．实际气体与理想气体更接近的条件是（） A. 高温高压 B. 低温高压 C. 高温低压 D. 低温低压2．22℃和100.0 kPa下，在水面上收集H2O.100g，在此温度下水的蒸气压为2.7 kPa，则H2的体积应为（） A. 1.26 mL B. 2.45 mL C. 12.6 mL D. 24.5 mL 3．下列溶液中凝固点最低的是（） A. 0.01mol kg-1 K2SO4 B. 0.02mol kg-1 NaCl C. 0.03mol kg-1 蔗糖 D. 0.01mol kg-1 HAc 4．常温下，下列物质中蒸气压最大的是（） A. 液氨 B. 水 C. 四氯化碳 D. 碘 5．在工业上常用减压蒸馏，以增大蒸馏速度并避免物质分解。减压蒸馏所依据的原理是（） A. 液相的沸点降低 B. 液相的蒸气压增大 C. 液相的温度升高 D. 气相的温度降低 6．将5.6 g非挥发性溶质溶解于100 g水中（K b＝0.51℃?kg?mol-1），该溶液在100 kPa下沸点为100.5℃，则此溶液中溶质的摩尔质量为（） A. 14 g mol－1 B. 28 g mol－1 C. 57.12 g mol－1 D. 112 g mol－1 7．欲使溶胶的稳定性提高，可采用的方法是（） A. 通电 B. 加明胶溶液 C. 加热 D. 加Na2SO4溶液8．土壤中养分的保持和释放是属于( )。 A. 分子吸附 B. 离子选择吸附 C. 离子交换吸附 D. 无法判断 二、填空题 1．某蛋白质的饱和水溶液5.18g·L-1，在293K时的渗透压为0.413kPa，此蛋白质的摩尔质量为30553g/mol。 2．在下列溶液中：①0.1mol·L-1 NaCl；②0.1mol·L-1 C6H12O6；③0.1mol·L-1 HAc；④0.1mol·L-1 CaCl2； 凝固点最低的是⑴，凝固点最高的是⑹，沸点最高的是⑴，沸点最低的是⑹。 3．写出用过量的KI和AgNO3制备AgI胶体的胶团结构式为： [( AgI)m?nI-—(n-x)K+]x-·xK+，胶粒所带电荷为：正。写出用过量的AgNO3和KI制备AgI胶体的胶团结构式为[( AgI)m·nAg+—·(n-x)NO3-]x+-·x NO3-，胶粒所带电荷为：负。 4．溶胶分子具有稳定性的主要原因是胶粒带电，高分子溶液具有稳定性的主要原因是溶剂化作用。 5．溶胶的光学性质——丁达尔效应是由于溶胶中的分散质粒子对光的散射的结果；电泳和电渗证明溶胶具有电学性质。 6、浓度为98%，密度等于1.83g/mL的浓硫酸的物质的量浓度为18mol·L-1。
65 胶体稳定性的DLVO 理论 胶体(憎液溶胶)是一个高度分散的系统，它有很大的表面自由能，且具有自发降低表面自由能的倾向，这就是说，在本质上，憎液溶液胶属于热力学不稳定系统。某些物理条件的改变，特别是电解质的加入，会显著地影响它的稳定性，使它聚集而沉淀。早在一个世纪前，Schulze(舒尔茨)和Hardy(哈迪)就经验发现，异号离子的电荷数对溶胶的聚沉影响很大。电荷数(价数)愈高，聚沉能力愈大。如果将使溶胶聚沉的电解质最低浓度称为聚沉值，则一价、二价和三价异号离子的聚沉值之比约为66)31(:)21(:1，这个规律称为Schulze —Hardy 规则。怎样解释这个规则，就成了胶体稳定性理论必须面对的首要任务。直到上个世纪的四十年代，这个问题才被两位前苏联学者Дерягин(杰里亚金)、Ландау(朗道)和两位荷兰学者Verwey(弗威)和Overbeek(奥弗比克)所解决，因此，称为DLVO 理论。本专题就专门来介绍这个理论。鉴于理论是建立在数学解析的基础上，下面的介绍只取推导的结果，而将介绍的重心放在物理意义上。 1．DLVO 理论 这个理论完全着眼于溶胶粒子的作用势能与粒子间距的关系。认为粒子间存在着两个相互制约的作用力，一是van der Waals 引力，它要使粒子兼并而聚沉。另一是扩散双电层重迭所引起的静电斥力，它是维护溶胶稳定的原因。因此，溶胶是否能够相对地稳定就取决于这两种力谁占据优势，DLVO 理论的首要任务便是分别计算粒子之间的引力和斥力势能与粒子间距的定量关系。 (1) 粒子间的van der Waals 引力势能 如所周知，分子之间是存在短程的van der Waals 引力的，这种力的大小与分子间距的7次方成反比。它包括分子间的偶极—偶极作用，偶极与诱导偶极的作用和分子间的色散作用。后者亦称London 力，在胶体中常常起着主要的作用，量子力学算得，London 力的引力势能与分子间距的关系可由下式表示 662A 4 3???=?=x x h V βνα (65-1) 式中h 为Planck 常数, ν为分子的特征振动频率，α为分子的极化率，x 为分子间距，负号表示吸引。由于νh 近似地等于分子的解离势，故可近似认为β具有简单的加和性。 1937年，Hamaker(哈梅克)假设溶胶粒子间的引力势能等于一个粒子中的任意一个分子与另一粒子中的任意分子之间的引力势能的加和。从而导得溶胶粒子间的引力势能表示式为 H Ar V 12A ?= (65-2) 式中r 为粒子半径，H 为粒子表面间的最短距离，A 为物性常数，称为Hamaker 常数。不过，式(65-2)只适用于r H <<的情况，由式(65-2)可见，对于指定得溶胶，离子间的引力势能仅与粒子和粒子间的几何因素有关，而且导得的粒子间引力势能随距离增大的衰减要比式（65-1）所示的慢得多。 现在的关键在于Hamaker 常数A 的确定和计算。原则上，有两种计算方法：一是微观法，即根据溶胶粒子所含的分子或原子数，以及它们的解离势和极化率等微观性质，按粒子
第八章胶体 思考题 1. 何为纳米材料？纳米材料有何特性？有哪些应用？ 【答】纳米材料是指纳米粒子组成的材料，分类有纳米粉体、纳米膜材料、纳米晶体和纳米块等等。 纳米材料的主要特性有： （1）小尺寸效应；（2）表面效应；（3）量子尺寸效应；（4）宏观量子隧道效应。 2. 胶粒发生Brown 运动的本质是什么？这对溶胶的稳定性有何影响？ 【答】Brown 运动是分子热运动的宏观体现。Brown 运动使系统浓度分布均匀，对抗聚沉，有利于系统的稳定。 3. 有A、B 两种透明液体，其中一种是真溶液，另一种是溶胶，问可用哪些方法鉴别？【答】观察Tyndall 效应。 4. 燃料油中常需要加入少量油溶性的电解质，为什么？ 【答】消除电动现象产生的电动势，防止隐患发生。 5. 试解释： （1）做豆腐时“点浆”的原理是什么？哪几种盐溶液可作为卤水？哪种盐溶液聚沉能力最强？ （2）江河入海处，为什么常形成三角洲？ （3）明矾为何能使混浊的水澄清？ 【答】（1）点浆是使蛋白质聚沉。常用的盐溶液有CaSO4和MgCl2。 （2）海水中富含电解质，使水中的胶质聚沉。 （3）明矾中Al3+水解形成Al(OH)3溶胶带正电，可以中和水中负电性胶质，从而使水质澄清。 6. 什么情况下大分子化合物对溶胶具有保护作用和絮凝作用，为什么？ 【答】少量絮凝作用，足量保护作用。 7. 电渗现象表明（） （1）胶粒粒子是电中性的；（2）分散介质是电中性的； （3）胶体的分散介质也是带电的；（4）胶粒粒子是带电的。 【答】（3）。 8. 在胶体分散体系中，ζ电势为何值时称为等电状态？ （1）大于零；（2）等于零； （3）小于零；（4）等于外加电势差。 【答】（2）。 9. 若溶胶粒子的表面上吸附了负离子，则其ζ电势（） （1）一定大于零；（2）一定等于零； （3）一定小于零；（4）还不能确定其正负。 【答】（4）。 10. 溶胶与大分子溶液的相同点是（） （1）热力学稳定体系；（2）热力学不稳定体系； （3）动力学稳定体系；（4）动力学不稳定体系。 【答】（3）。
第一章溶液和胶体分散系 一、填空题 1，难挥发非电解质稀溶液在不断沸腾时，它的沸点______；而在冷却时，它的凝固点______。 2，用半透膜将渗透浓度不同的两种溶液隔开，水分子的渗透方向是______。 3，将红细胞放入低渗溶液中，红细胞______；将红细胞放入高渗溶液中，红细胞______。 4，质量浓度相同的葡萄糖(C6H12O6)、蔗糖(C12H22O11)和NaCl溶液，在降温过程中，最先结冰的是______，最后结冰的是______。 5，产生渗透现象的两个必要条件是______和______。 6，液体的蒸发是一种______过程，所以液体的蒸气压随温度的升高而______。当温度升高到液体的蒸气压等于外界大气压力时，此温度称为该液体的______。 7，将两根胡萝卜分别放在甲、乙两个量筒中，在甲中倒入浓盐水，在乙中倒入纯水。由于渗透作用，量筒甲中的胡萝卜将______，而量筒乙中的胡萝卜将______。 二、是非题 1，液体的蒸气压与液体的体积有关，液体的体积越大，其蒸气压就越大。 2，通常所说的沸点是指液体的蒸气压等于101.325 kPa时的温度。 3，电解质的聚沉值越大，它对溶胶的聚沉能力越大。 4，难挥发非电解质的水溶液在沸腾时，溶液的沸点逐渐升高。 5，当渗透达到平衡时，半透膜两侧溶液的渗透浓度一定相等。 6，两种溶液相比较，渗透压力比较高的溶液，其物质的量浓度也一定比较大。 7，由于血浆中小分子物质的质量浓度低于大分子物质的质量浓度，所以血浆中晶体渗透压力也低于胶体渗透压力。 8，由于乙醇比水易挥发，因此在室温下，乙醇的蒸气压大于水的蒸气压。 9，0.1 mol·L－1葡萄糖溶液与0.1 mol·L－1甘油溶液的凝固点和沸点均相等。 10，将相同质量的葡萄糖和甘油分别溶解在100 g水中，所得两种溶液的蒸气压相等。 三、问答题 1，什么叫渗透现象？产生渗透现象的条件是什么？ 2，什么叫分散系、分散相和分散介质？ 3，按分散相粒子的大小，可把分散系分为哪几类？ 4，难挥发非电解质稀溶液在不断的沸腾过程中，它的沸点是否恒定？ 四、计算题 1，将3.42 g蔗糖(C12H22O11，M = 342 g·mol－1 )溶于100 g水中，已知水的凝固点降低系数k f = 1.86 K· kg·mol－1，试计算此蔗糖溶液的凝固点。 2，将4.60 g甘油(C3H8O3，M= 92.0 g·mol－1 )溶于100 g水中，已知水的沸点升高系数k b = 0.512 K· kg·mol－1，试计算此甘油溶液的沸点。 3，将3.20 g硫溶于40.0 g苯中，所得溶液的沸点比纯苯升高了0.800 K。已知苯的沸点升高系数k b = 2.56 K· kg·mol－1，M (S)= 32.0 g·mol－1，问在此苯溶液中硫分子是由几个硫原子组成的？ 4，在2000 g水中溶解多少克甘油(C3H8O3)才能与100 g水中溶解3.42 g蔗糖(C12H22O11)得到的溶液具有相同凝固点？已知M (C3H8O3) = 92.0 g·mol－1，M (C12H22O11) = 342 g·mol－1。 五、单选题 1，室温下，在一密闭器放有a、b两个烧杯，a杯盛有半杯纯水，b杯盛有半杯蔗糖水溶
8.2 胶体物系的动力性质与光学性质 8.2.1 布朗运动 1872年植物学家布朗在显微镜下看到悬浮在水中的花粉颗粒作永不停息的无规则 运动。以后还发现其他微粒（如矿石、金属和碳等）也有同样的现象，这种现象就称为布朗运动。悬浮在液体中的微粒之所以能不断地运动是其周围处于热运动状态的介质分子不断撞击这些微粒的缘故。 1905年和1906年，爱因斯坦和斯莫鲁霍夫斯基分别创立了布朗运动理论，他们假 定胶粒运动与分子运动类似，每个粒子的平均动能和液体（分散介质）分子一样，都是kT 2 3 ，因而导出了如下公式 r t L RT x ?= πη3 （1） x 是粒子在时间间隔t 内在x 方向的平均位移，L 是阿氏常数，η是介质的粘度，r 是 粒子的半径。这个公式与实验结果相符。 布朗运动是胶体物系动力稳定性的一个原因。由于布朗运动的存在，胶粒从周围分子不断获得动能，从而抗衡重力作用而不发生聚沉。但布朗运动同时有可能使胶粒因相互碰撞而聚集，颗粒由小变大而沉淀。 8.2.2 扩散和渗透压 胶体质点的半径较大，扩散速度较小。扩散速度的大小可用扩散系数D 来衡量。爱因斯坦曾导出了D 与平均位移x 的关系为 Dt x 2= （2） 这就是爱因斯坦-斯莫鲁霍夫斯基方程。由式（1）和（2）消去x ，得 r L RT D ?= πη6 （3） 这就是爱因斯坦-斯托克斯方程。由式（3）可求出胶粒半径，进而可算出胶粒的摩尔质量： （4） 胶体物系的浓度很低，其渗透压可借用稀溶液的渗透压公式nRT V =π。
例 273K 时质量分数为31046.7-?=w 的硫化砷溶胶的胶粒半径8 101-?=r m ，粒子密度为3108.2?=ρkg m ―3 ，溶胶体积为1×10－3 m 3 ，质量近似为分散介质水的质量 1×kg 。求该溶胶的渗透压。 解 () 12333383mol 10023.6m kg 108.2m 1013 4 kg 11046.7----????????= πn mol 100566.16-?= 2.398Pa K 273mol K J 314.8m 101mol 100566.11 3 36=??????==---RT V n π 显然，这个数字是很难测出来的。同理，溶胶的其他依数性质也是很难测出来的。 8.2.3 沉降和沉降平衡 悬浮在流体中的固体颗粒在重力的作用下下降而与流体分离的过程称沉降。但对于分散度较高的物系，由布朗运动引起的扩散作用与沉降的方向相反，所以扩散成了阻碍沉降的因素。颗粒越小，这种影响越显著。当沉降速度与扩散速 度相等时，物系就达到了平衡状态，这种现象称沉降平衡，如图。由图(a )、(b )和(c )知，粒子质量越大，其浓度随高度变化越大。含有各种大小不同粒子的物系称为多级分散物系，这类物系沉降平衡时，溶液上部粒子平均半径比底部小，如图（d ）。 8.2.4 胶体物系的光学性质 胶体的光学性质是胶体多相性和高度分散性特征的反映。通过对胶体物系光学性质的研究，可以帮助我们理解胶体物系的性质，观察胶体粒子的运动和测定其大小及形状。
实验一胶体溶液的性质 一、实验目的 1.了解胶体的制备和破坏方法。 2.熟悉胶体的性质。 3.了解固体吸附剂在溶液中的吸附作用。 二、实验原理 1.胶体溶液是一种高度分散的多相热力学不稳定系统，具有很大的比表面和表面能。 2.胶体的制备通常采取凝集法。 3.胶体的破坏常采用加入强电解质溶液、加入相反电荷的溶液以及加热的方法。 4.大分子溶液很稳定，但加入大量的电解质，大分子物质会从溶液中析出——盐析。 5.溶液的聚沉溶解过程是不可逆的，而蛋白质的聚沉是可逆的。 三、实验器材 1.仪器：试管、烧杯、量筒、酒精灯、漏斗、铁架台（铁环）、滤纸、洗瓶、石棉网、玻璃棒、小吸管。 2.试剂：1mol/LFeCl3溶液、0.05mol/LNa2SO4溶液、5mol/L的NaCl溶液、饱和的(NH4)2SO4溶液、0.01%品红溶液。 四、实验步骤 1.水解反应制备Fe(OH)3溶液 在100mL烧杯中加入蒸馏水25mL，加热至沸腾，用滴管逐滴滴加1mol/L的FeCl3溶液 1.5mL,边滴边搅拌。继续煮沸1-2min，观察颜色变化，写出反应式。 2.电解质对溶液的凝聚作用 取两支试管，各加入Fe(OH)3溶胶2mL第一支试管滴加0.05mol/L Na2SO4至浑浊；第二支试管滴加5mol/L的NaCl溶液至浑浊，观察现象。 3.蛋白质的盐析 取一支试管分别加入2mL蛋白质溶液和2mL的饱和（NH4）2SO4溶液，稍加振荡，观察现象。所得到的浑浊液1mL，于另一支试管中，加入1-3mL的蒸馏水，观察现象。 4.吸附现象 取一支试管，加0.01%的品红溶液2mL和少许颗粒状活性炭，摇动5min以上，过滤至另一试管中，观察滤液颜色并与0.01%品红比较，再向滤纸上的活性炭加入95%的乙醇溶液1mL,并收集此溶液，观察滤液的颜色，并与95%的乙醇溶液比较。通过实验现象解释活性炭对品红的吸附与解吸作用。