一、填空题
9.根据开尔文公式，微小液滴的饱和蒸汽压普通液体的饱和蒸汽压。
5. 气体被固体吸附的过程其熵变S
0 （填>，< 或=）。
9. 根据开尔文公式，微小晶粒的饱和蒸汽压普通晶体的饱和蒸汽压（填>，< 或=）。
9. 根据开尔文公式，微小液滴饱和蒸汽压普通液体饱和蒸汽压。（填>，< 或=）13. 写出溶液的表面吸附的吉布斯公式表达式：。
1. 在外加电场作用下，胶粒在分散介质中作定向移动称为。
2. 根据接触角的数据可以判断液体能否润湿固体，接触角90度时，为不润湿。
4. Tyndall效应是胶体粒子对光的现象，利用该效应的超显微镜可以观察胶粒的运动。
5. 乳状液可以分为水包油型和油包水型，用符号表示油包水型乳状液：。
9. 表面活性剂分子都是两亲结构，分别是亲水基和。
1. 在外加电场作用下，胶粒不动而分散介质做定向移动的现象称为。
2. 根据接触角的数据可以判断液体能否润湿固体，当接触角90度时，为润湿。
4. Tyndall效应是胶体粒子对光散射的现象，利用该效应的显微镜可以观察胶粒的运动。
5. 乳状液可以分为水包油型和油包水型，用符号表示水包油型乳状液：。10. 固体对气体的吸附可以分为物理吸附和两种。
1. 在外加电场作用下，胶粒在分散介质中作定向移动称为。
2. 根据接触角的数据可以判断液体能否润湿固体，接触角90度时，为不润湿。4. Tyndall效应是胶体粒子对光的现象，利用Tyndall效应的超显微镜可以观察胶粒的运动。
5. 乳状液可以分为水包油型和油包水型，用符号表示油包水型乳状液：。
1. 在外加电场作用下，胶粒不动而分散介质做定向移动的现象称为。
2. 根据接触角的数据可以判断液体能否润湿固体，当接触角90度时，为润湿。
4. Tyndall效应是胶体粒子对光散射的现象，利用Tyndall效应的显微镜可以观察胶粒的运动。
5. 乳状液可以分为水包油型和油包水型，用符号表示水包油型乳状液：。
二、判断如下问题的正误，分别在题后的括号内用“√”表示正确、“×”表示错误
8. 液体弯曲液面产生的附加压力与曲率半径成反比，其方向总是指向曲面的球心。（）
9. 一定条件下制备的溶胶可以保存很长时间，则这个溶胶就是热力学稳定系统。（）
8. 液体的弯曲液面产生的附加压力方向和液面的表面张力方向是一致的。（）
9. 一定条件下制备的溶胶看起来是透明的，因此这个溶胶就是均相稳定系统。（）
8. 液体弯曲液面产生的附加压力与曲率半径成反比，与液面的表面张力无关。（）
9. 虽然一定条件下制备的溶胶可以保存很长时间，则这个溶胶的胶粒大小一般在1-100nm 范围内，但它仍然不是热力学稳定系统。（）
8. 溶液表面上发生的吸附既可以是正吸附，也可以是付吸附。（）
9. 一定条件下制备的溶胶看起来是透明的，因此这个溶胶是均相稳定系统。（）
5. 两相之间的界面可以看为一个没有厚度的几何面。（）
8. 液体的弯曲液面产生的附加压力方向和液面的表面张力方向是一致的。（）
三、选择题
17. 水对玻璃润湿，汞对玻璃不润湿，将一玻璃毛细管分别插入水和汞中，下列叙述不正确的是（）
(a) 水为凹球面 (b) 汞为凸球面
(c) 内水面高于水平面 (d) 内汞面与汞平面一致
18. 下列说法中不正确的是 （ ）
(a) 平面液体没有附加压力 (b) 凸液面曲率半径为正，凹液面曲率半径为负
(c) 弯曲液面表面张力的方向指向曲率中心 (d) 弯曲液面的附加压力方向指向曲率中心
19. 水中加入表面活性剂后将发生 （ ）
（a ） ()0T c γ??< 正吸附 （b ） ()0T c γ??< 负吸附
（c ） ()0T c γ??> 正吸附 （d ） ()0T c γ??> 负吸附
20. 溶胶与大分子溶液的相同点是 （ ）
(a) 是热力学稳定系统 (b) 是热力学不稳定系统
(c) 是动力学稳定系统 (d) 是动力学不稳定系统
17. 液体在毛细管中上升的高度与下列哪一个因素无关？ （ ）
(a) 温度 (b) 液体密度 (c) 重力加速度 (d) 大气压力
18. 在农药中通常要加入一定量的表面活性剂物质，如烷基苯磺酸盐，其主要目的是（ ）
（a ）增加农药的杀虫性 （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
19. 大分子溶液与憎液溶胶在性质上最根本的区别是 （ ）
(a ) 前者是均相体系，后者为多相体系 (b) 前者黏度大，后者黏度小
(c) 前者是热力学稳定体系，后者是热力学不稳定体系
(d) 前者对电解质的稳定性较大，后者中加入少量电解质引起聚沉
20. 电渗现象直接表明 （ ）
(a) 胶体粒子是电中性的 (b) 分散介质是电中性的
(c) 胶体体系的分散介质也是带电的 (d) 胶体粒子是带电的
16. 水不能润湿荷叶表面，接触角大于90°，当水中加入皂素后，接触角将 （ ）
（a ）变大 （b ）变小 （c ）不变 （d ）无法判断
17. 水中加入表面活性剂后将发生 （ ）
（a ） ()0T c γ??< 正吸附 （b ）()0T c γ??< 负吸附
（c ） ()0T c γ??> 正吸附 （d ）()0T c γ??> 负吸附
18. 在Fe(OH)3溶胶的电泳实验中，界面向负极移动，这说明 （ ） (a) 胶粒电正电荷 (b) 胶体点正电荷 (c) 胶核带正电荷 (d) 胶团带正电荷
19. 在相同温度、压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴，经过一变化过程后以下性质保持不变的是 （ ）
（a ）表面张力 （b ）饱和蒸气压 （c ）总表面能 （d ）液面下的附加压力
20. 溶胶与大分子溶液的相同点是 （ ）
(a) 是热力学稳定系统 (b) 是热力学不稳定系统
(c) 是动力学稳定系统 (d) 是动力学不稳定系统
16. 液体1能在与之不互溶的液体2上铺展的条件是 （ ）
(a) γ2>γ1+γ1-2 (b) γ2<γ1+γ1-2 (c) γ1>γ2+γ1-2 (d) γ1<γ2+γ1-2
17. 通常称为表面活性剂的物质就是指当其加入于液体中后 （ ）
（a ）能降低液体表面张力 （b ）能增大液体表面张力
（c ）不影响液体表面张力 （d ）能显著降低液体表面张力
18. 为了将不同蛋白质分子分离，通常采用的方法是 （ ）
(a) 电渗 (b) 电泳 (c) 扩散 (d) 沉降
19. 大分子溶液与憎液溶胶在性质上最根本的区别是 （ ）
(a ) 前者是均相体系，后者为多相体系 (b) 前者黏度大，后者黏度小
(c) 前者是热力学稳定体系，后者是热力学不稳定体系
(d) 前者对电解质的稳定性较大，后者中加入少量电解质引起聚沉
20. 电渗现象直接表明 （ ）
(a) 胶体粒子是电中性的 (b) 分散介质是电中性的
(c) 胶体体系的分散介质也是带电的 (d) 胶体粒子是带电的
1. 溶胶不是 （ ）
(a) 是热力学稳定系统 (b) 是热力学不稳定系统
(c) 是动力学稳定系统 (d) 是多相系统
2. 等体积的0.08mol/dm 3 KBr 溶液和0.10mol/dm 3 AgNO 3 溶液混合制备AgBr 溶胶，分别加入相同浓度的下述电解质溶液，其聚沉能力的最大的是： （ ）
(a) Na 2SO 4 (b) KCl (c) MgSO 4 (d) Na 3PO 4
3. 如图所示，玻璃管中间用旋塞隔开，两端各有一个大小不等的肥皂泡，若将旋塞打开使玻璃管相通，则两个肥皂泡的大小将如何变化？ ( )
(a) 大的变小，小的变大 (b) 保持不变
(c) 大的变大，小的变小 (d) 无法判断
4. 水中加入表面活性剂后将发生 （ ）
（a ） ()0T c γ??< 正吸附 （b ） ()0T c γ??< 负吸附
（c ） ()0T c γ??> 正吸附 （d ） ()0T c γ??> 负吸附
20. 同一系统，比表面自由能和表面张力用相同的符号表示，它们 （ ）
(a) 它们物理意义相同，数值相同 （b ） 它们物理意义不同，数值相同 （c ） 它们物理意义相同，数值不同 （d ） 它们物理意义不同，单位相同
1. 溶胶与大分子溶液的相同点是 （ ）
(a) 是热力学稳定系统 (b) 是热力学不稳定系统
(c) 是动力学稳定系统 (d) 是动力学不稳定系统
2. 等体积的0.06mol/dm 3 KBr 溶液和0.08mol/dm 3 AgNO 3 溶液混合制备AgBr 溶胶，分别加入相同浓度的下述电解质溶液，其聚沉能力的最小的是： （ ）
(a) Na 2SO 4 (b) KCl (c) MgSO 4 (d) Na 3PO 4
3. 如图所示，一U 型玻璃管两臂半径不同，A 臂半径小，B 臂半径大，装入液体可以润湿玻璃管，则稳定后，两臂的液面高度应该是： ( )
(a) A 臂低，B 臂高 (b) A 臂与B 臂等高 (c) 无法判断 (d) A 臂高，B 臂低
4. 水中加入KCl 后溶液将发生 （ ）
（a ） ()0T c γ??< 正吸附 （b ） ()0T c γ??< 负吸附
（c ） ()0T c γ??> 正吸附 （d ） ()0T c γ??> 负吸附
2. 等体积的0.08mol/dm 3 KBr 溶液和0.10mol/dm 3
AgNO 3 溶液混合制备AgBr 溶胶，分别加入相同浓度的下述电解质溶液，其聚沉能力的最小的是： （ ）
(a) Na 2SO 4 (b) KCl (c) MgSO 4 (d) Na 3PO 4
4. 水中加入乙醇后将发生 （ ）
（a ） ()0T c γ??< 正吸附 （b ） ()0T c γ??< 负吸附
（c ） ()0T c γ??> 正吸附 （d ） ()0T c γ??> 负吸附
四、简答题
1. 将浓度为0.05 mol·dm -3的AgNO 3溶液与0.12 mol·dm -3的KI 溶液等体积混合后制得AgI 溶胶，所得的AgI 溶胶带何种电性，在电场中的电泳方向是什么？并表达出AgI 溶胶的结构。若使该溶胶聚沉，在MgSO 4和Na 2SO 4这两种电解质中，哪个聚沉能力强？
答：
1. 将过量H 2S 通入足够稀的As 2O 3溶液中制备硫化砷As 2S 3溶胶。
（1）所得As 2S 3溶胶带何种电荷？请写出该胶团的结构式，并指明胶粒的电泳方向；
（2）试比较电解质KCl 、MgCl 2对该溶胶聚沉能力的大小。
答：
1. 将浓度为0.05 mol·dm -3的KI 溶液与0.12 mol·dm -3的AgNO 3溶液等体积混合后制得AgI 溶胶，所得的AgI 溶胶带何种电性，在电场中的电泳方向是什么？并表达出AgI 溶胶的结构。若使该溶胶聚沉，在NaCl 和Na 2SO 4这两种电解质中，哪个聚沉能力强？
答：
2. 在一个密封的容器中有某液体的几个大小不等的液滴，容器的其余空间是该液体的饱和蒸汽。若温度不发生变化，当放置足够长的时间后，容器内会出现什么现象？
答：
2. 在298K 时，平面水面上水的饱和蒸气压为3168Pa ，求在相同温度下，半径为3nm 的小水滴上水的饱和蒸气压。已知此时水的表面张力为0.072 N·m -1，水的密度设为1000 kg·m -3。
答：
1. 将浓度为0.06 mol·dm -3的AgNO 3溶液与0.10 mol·dm -3的KI 溶液等体积混合后制得AgI 溶胶，所得的AgI 溶胶带何种电性，在电场中的电泳方向是什么？并表达出AgI 溶胶的结
构。若使该溶胶聚沉，在MgSO4和Na2SO4这两种电解质中，哪个聚沉能力强？
答：
4. 将浓度为0.06 mol·dm-3的AgNO3溶液与0.10 mol·dm-3的KI溶液等体积混合后制得AgI 溶胶，所得的AgI溶胶带何种电性，在电场中的电泳方向是什么？并表达出AgI溶胶的结构。若使该溶胶聚沉，在MgSO4和Na2SO4这两种电解质中，哪个聚沉能力强？
答：
1．表面能、表面自由能、比表面自由能、表面张力是否是一个概念？相同否？
答：总的说来四者都是描述表面的过剩能量，但概念上有区别，表面能为物质表面较其
内部多余的能量；若在T，p恒定时，这部分能量称为表面自由能（表面吉布斯自由能）；若在T，p恒定时，单位表面的自由能，便称为比表面自由能，其单位为J·m－2，因J ＝N·m，故J·m－2也可化为N·m－1，这样表面自由能又转变为另一概念，成为垂直作用于单位长度相表面上沿着相表面的切面方向的力，称为表面张力。虽然比表面自由能和表面张力的数值相同，也可混用，但概念有差别，前者是标量，后者是矢量。
2．若在容器内只是油与水在一起，虽然用力振荡，但静止后仍自动分层，这是为什么？答：油与水是互不相溶的，当二者剧烈振荡时，可以相互分散成小液滴，这样一来，表面能增大，这时又没有能降低表面能的第三种物质存在，因此这时为不稳定体系，体系有自动降低能量的倾向，分层后，体系能量降低，因此会自动分层。
3．铅酸蓄电池的两个电极，一个是活性铅电极，另一个是活性氧化铅电极，你是怎样理
解这理解这“活性”两字？
答：这里活性是指铅或氧化铅处于多孔性，即具有大的比表面积，具有较高比表面自由能，处于化学活性状态。这是在制备电极时经过特殊活化工序而形成的高分散状态，根据热力学理论及表面性质，若铅蓄电池长期使用或者长期放置而未能及时充电，电极的高分散状态会逐渐减低，这种活性也就消失。
4.在化工生产中，固体原料的焙烧，目前很多采用沸腾焙烧，依表面现象来分析有哪些优点？答：沸腾焙烧是将固体原料碎成小颗粒，通入预热的空气或其它气体，使炉内固体颗粒在气体中悬浮，状如沸腾，这样就增大了固气间的接触界面，增强了传质与传热，使体系处于较高的化学活性状态。
5. 在滴管内的液体为什么必须给橡胶乳头加压时液体才能滴出，并呈球形？
答：因在滴管下端的液面呈凹形，即液面的附加力是向上的，液体不易从滴管滴出，因此若要使液滴从管端滴下，必须在橡胶乳头加以压力，使这压力大于附加压力，此压力通过液柱而传至管下端液面而超过凹形表面的附加压力，使凹形表面变成凸形表面，最终使液滴滴下，刚滴下的一瞬间，液滴不成球形，上端呈尖形，这时液面各部位的曲率半径都不一样，不同部位的曲面上所产生附加压力也不同，这种不平衡的压力便迫使液滴自动调整成球形，降低能量使液滴具有最小的表面积。
6. 在进行蒸馏实验时要在蒸馏烧瓶中加些碎磁片或沸石以防止暴沸其道理何在？
答：若无碎磁片或沸石，由于液体内部不易形成新相( 气相)，因若形成新相的刹那间，该新气泡相的凹形表面的曲率很大，则根据开尔文公式，这样微小的气泡便自发消失，因此体系便不能在正常情况下沸腾，便会升高温度形成局部过热的介稳定状态，导至暴沸。如果在液体内加上沸石，则在沸石表面的尖端有较大的凸端，此处p r( 气泡内压强)＞＞p*(液体饱和蒸气压)，因而容易沸腾，并且沸石内部吸附的空气，也因受热而脱附，成为形成气泡气核，又因沸石与瓶底紧密相接，而成为局部过热处，两者相接处的液膜在瞬间过热，p r＞p*，便成为微泡，使沸石跳动，结果便成为一新气泡上升。
7．如果在一杯含有极微小蔗糖晶粒的蔗糖饱和溶液中，投入一块较大的蔗糖晶体，在恒温密闭的条件下，放置一段时间，这时这杯溶液有什么变化？
答：任何物质的饱和溶液，当其中存在着大小不同的被溶解物质晶态物质时，实际上这
些大小不同的同种晶态物质的溶解度是不同的，由公式：RT n(C r/C*)＝2M rσ(S)/rρ(S)可知，r越小，即晶粒越小越微，其溶解度C r越大，其溶解度大于大块晶体的溶解度C*，因此，将这饱和溶液长期放置后，微晶、小晶体便逐渐消失，而大块晶体却逐渐增大。
8．表面吸附量、表面浓度、表面过剩量是否是一个概念？
答：表面吸附量、表面浓度、表面过剩量是三个不同的概念。表面浓度是表面上每单位
体积中所含溶质的摩尔数。表面吸附量与表面过剩量是同一个概念，表面吸附量是指溶液单位表面上与溶液内部相应部分的所含溶质的过剩量，即表面浓度与本体浓度之差。对于由表面活性剂形成的溶液，由于体相浓度与表面浓度相比，其值甚小，因此，表面浓度之值与表面吸附量之值相近或一致。
9．表面活性剂在溶液中是采取定向排列吸附在溶液表面上，还是以胶束的形式存在于溶
液中？为什么？答：表面活性剂在溶液表面形成定向排列，以降低水的表面张力，使体系趋向稳定，但在溶液内部，表面活性剂也能把增水基团靠在一起，形成胶束，一般来说，浓度较稀时以定向排列吸附在表面为主，但溶液内部也可能有简单的胶束形成；随着表面活性剂的浓度增加，表面定向排列增加的同时，内部胶束数量也增多，一旦表面形成单分子膜，这时便达到临界胶束浓度，以后再增加表面活性剂浓度，只增加胶束数量，表面张力不再改变。10．两性离子型与非离子型表面活性剂有何不同？
答：两性离子型表面活性剂在某一定的p H 值时，在溶液中呈等电点，当溶液低于这个p H 值时，即在酸性溶液中，它呈阳离子表面活性剂，而在大于该p H 值的溶液中，它呈阴离子表面活性剂。非离子型表面活性剂在溶夜中不能电离，不能成为离子型表面活性剂，非离子型表面活性剂多含有在水中不解离的羟基(－OH)和（－O－)结合的含氧基团，并以这类基团为亲水基团。
1.“物质的表面自由能就是单位表面积的表面层分子所具有的自由能”。此说法是否正确？答：错误。表面自由能是指单位表面积上的分子比相同数量的内部分子过剩的自由能。或称比表面自由能。
12.一定温度压力下，润湿性液体在毛细管中上升的高度与哪些量成正比？
(A)表面张力(B)毛细管半径(C)液体密度(D)液体粘度答：B和C。h=grρσ2
13.当一毛细管插入水中时，毛细管中水面上升5cm，在3cm处将毛细管截断，此时毛细管上端的现象是(A)水从上端溢出(B) 水面呈凸面形(C)水面呈凹形弯月面(D)水面呈水平面答：(C )
14.多孔硅胶有强烈的吸水性能，硅胶吸附水后其表面激布斯自由能将
(A)升高(B)降低(C)不变(D)无法确定答：(B)
15.郎格缪尔吸附公式适用于哪一种吸附？BET吸附公式主要区别于郎格缪尔吸附公式之处是什么？答：郎格缪尔吸附公式适用于单分子层吸附。而BET吸附公式主要适用于多分子层吸附。
1．纯液体有无散射光? 为什么? 一般溶液如何? 溶胶具有乳光现象，但体系透明，为何？答：(1) 对于纯液体或纯气体，其n1＝n2，便应无散射现象，但实际上它们也都有微弱的乳光，这是由于密度的涨落致使其折射率变化而引起的。(2) 对一般真溶液的散射光是很微弱的，一般低分子溶液，其分子体积很小，乳光很微弱，远不如溶胶明显，因此丁铎尔效应是判别溶胶与真溶液的简单方法。(3) 溶胶胶粒较大，散射光较强，具有乳光，但溶胶是均匀分散体系，所以是透明。
2．超显微镜为何要用强的光源？
答：因为根据Raylligh 公式，对一个体系，其散射光的强度与入射光的强度成正比。超显微镜是观察胶粒的散射光，因此使用超显微镜，强光源于能有效地提高超显微镜的观测能力。3．为何说我们观察到的布朗运动，不是胶粒真实的运动情况?
答：布朗运动是由于分散介质的分子热运动不断地由各个方向同时冲击胶粒，其合力未被抵消，短时间向某一方向有一显著作用，而导致胶粒运动，因此布朗运动不是胶粒的真实运动。又因胶粒受不平衡的冲击引起振动，周期约为10－8秒，而人们的肉眼能分辨的周期最低为0.1秒，因此我们所观察到的胶粒平均位移是胶粒在每秒钟内受各个方向冲击百万次运动变化的宏观结果。
4．布朗运动扩散方程式，可以解决哪些问题?
答：根据Δ＝2D t＝RTt/3πrηL，解决列问题：(1) 证实原子、分子存在的真实性。(2) 分子运动学说的可靠性。(3) 测算阿佛加德罗常数的实验手段。(4) 运用该体系可研究分散体系的动力性质，胶粒扩散系数以及粒子大小等。
5．为什么胶体粒子量(胶团量)M＝(4/3)·πr3ρL ?
答：因(4/3)πr3ρ为一个胶团粒的质量，L 为阿佛加德罗常数，根据ＳＩ制，摩尔的概念是指体系中所包含物质的基本单元的数目与0.012kg 12C 的原子数目(Ｌ)相等，所谓基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其它粒子或这些粒子的特定组合，因此对于胶体体系来说，具有6.022×1023(即Ｌ)数目的胶粒，便可谓是1 mol的胶粒，这样(4/3)πr3ρＬ便是胶体粒子量(胶团量)。
6．试比较胶粒表面电势，S tern层(紧密层)电势及ζ电势?
答：胶粒表面电势是指固相表面由于电离或吸附离子等原因使溶胶粒子带电，固体表面与溶液深处的电势差，是热力学的平衡电势差。S tern层电势是指溶胶粒子表面由于静电或分子间的相互作用而紧密吸附一层的总电势，显然这层电势小于胶粒表面电势。ζ电势(滑动面电势)是指当溶胶粒子在液相中运动时，在上述紧密层之外有一层滑动面，以滑动面的电势与液相内部电势为零处的电势差，称为滑动面电势或称ζ(zeta)电势。
7．亚铁氰化铜溶胶的稳定剂是亚铁氰化钾，试写出其胶团表示式，胶粒电荷符号如何? 答：以K4Fe(CN)6为亚铁氰化铜的稳定剂，则必然是Fe(CN)64－进入溶胶粒子的紧密层内，胶团为{[Cu2Fe(CN)6]m·n Fe(CN)64－·(4n－q)K＋}q－·qK＋，胶粒带负电荷。
8．如何理解溶胶是动力学上稳定而热力学上不稳定的体系，且有聚沉不稳定的特性?
答：由于溶胶的布朗运动以及扩散运动，又由于胶粒表面的双电层结构及离子溶剂化膜, 造成溶胶的动力学稳定性，但溶胶是高度分散的非均相体系，具有很大的表面自由能,有自发聚沉以降低体系能量的趋势，因此是热力学的不稳定体系，有聚沉不稳定的特性。
9．在三个烧杯中各装有20cm3同种溶胶，加入电解质溶液使其开始显著聚沉时，在第一个烧杯需加1mol·dm－3KCl溶液 2.1cm3。第二个需加12.5cm3的0.005mol·dm－3Na2SO4溶液，第三个烧杯需加7.5cm3的3.3×10－4mol·dm－3Na3p O4溶液。试确定其聚沉值及该溶胶电荷符号。
答：在溶胶中加入电解质溶液，当溶胶开始明显聚沉时，每升溶胶中加入电解质的最小体积浓度称为这种电解质的聚沉值(CFC)。1mol·dm－3KCl溶液聚沉值：1×2.1×1000/(20＋2.1)＝95.02m·mol·dm－30.005mol·dm－3Na2SO4聚沉值 0.005×12.5×1000/(20＋12.5)＝1.923m·mol·dm－3 3.3×10－4mol·dm－3Na3p O4溶液聚沉值：0.00033×7.5×1000/(20＋7.5)＝0.091m·mol·dm－3该溶胶是带正电荷的。
10．考虑唐南平衡建立后，大分子溶液渗透压关系如何？
答：当唐南平衡建立后，由于电解质对高分子溶液渗透压的影响，溶液两侧的浓度差低于纯高分子溶液的浓度，因此有电解质时大分子溶液的渗透压一般低于无电解质的情况。
11.用As2O3与过量的H2S制成的As2S3溶胶，试写出胶团的表示式
答：[(As2S3)m.nHS-.(n-x)H+].xH+
12.以KI和AgNO3作原料制备AgI溶胶时，当稳定剂是KI和AgNO3时，胶核所吸附的有何不同？胶核吸附稳定离子有何规律？
答：(AgI)m胶核在KI过量作稳定剂时，吸附I-，在AgNO3时则吸附Ag+。胶核吸附离子的规律是，首先吸附使胶核不易溶解的离子及水化作用较弱的负离子。
13.丁铎尔效应是由光的什么作用引起的？其强度与入射光的波长有什么关系？离子大小范围落在什么范围内丁铎尔效应？
答；丁铎尔效应是由光的散射作用引起的，其强度与入射光波长的4次方成反比。粒子半径小于入射光波长时，可观察到丁铎尔效应。
14.增液溶胶在热力学上是
(A)不稳定，可逆体系(B) 不稳定，不可逆体系
(C) 稳定，可逆体系(D) 稳定，不可逆体系答：(B)
15.外加直流电场于胶体溶液，向某一电极作定向移动的是
(A)胶核(B)胶粒(C)胶团(D)紧密层
答：(B)
16.下述电动电位描述错误的是
(A)表示胶粒溶剂化层界面至均匀相内的电位差
(B)电动电位值易随少量外加电解质而变化
(C)其值总是大于热力学电位值
(D)当双电层被压缩到溶剂化层相合时，电动电位值变为零
答：(C)
五、计算题
2.（本题7分）在298K时，平面水面上水的饱和蒸气压为3168Pa，求在相同温度下，半径为3nm的小水滴上水的饱和蒸气压。已知此时水的表面张力为0.072 N·m-1，水的密度设为1000 kg·m-3。
解：
2. （本题10分）298.2K时，水的饱和蒸汽压为
3.13kPa,水的表面张力为0.072-1
?，
N m
密度为1000-3
kg m
?.试计算曲率半径均为10-8m的凸形液滴和凹形液面上方的蒸汽压各为多少。
解：
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
1. 使用瑞利(Reyleigh) 散射光强度公式，在下列问题中可以解决的问题是：( ) (A) 溶胶粒子的大小(B) 溶胶粒子的形状 (C) 测量散射光的波长(D) 测量散射光的振幅 2. (1)超显微镜在胶体研究中起过重要作用，它的研制是利用的原理是：( ) (A) 光的反射(B) 光的折射(C) 光的透射(D) 光的散射 (2)超显微镜观察到的是：( ) (E) 粒子的实像(F) 粒子的虚像(G) 乳光(H) 透过光 3. 有人在不同pH 的条件下，测定出牛的血清蛋白在水溶液中的电泳速度，结果如下：pH 4.20 4.56 5.20 5.65 6.30 7.00 泳速/( m2/s·V) 0.50 0.18 -0.25 -0.65 -0.90 -1.25 由此实验数据可知：( ) (A) 该蛋白的等电点pH > 7.00 (B) 该蛋白的等电点pH < 4.20 (C) 该蛋白的等电点pH < 7.00 (D) 从上述实验数据不能确定等电点范围 4. 对电动电位的描述错误的是：( ) (A) 电动电位表示了胶粒溶剂化层界面到均匀相内的电位 (B) 电动电位的值易随少量外加电解质而变化 (C) 电动电位的绝对值总是大于热力学电位 (D) 电动电位一般不等于扩散电位 5. 溶胶有三个最基本的特性, 下列不属其中的是：( ) (A) 特有的分散程度(B) 不均匀(多相)性 (C) 动力稳定性(D) 聚结不稳定性 6. 用新鲜Fe(OH)3沉淀来制备Fe(OH)3溶胶时，加入的少量稳定剂是：（） (A) KCl (B) AgNO3 (C)FeCl3 (D)KOH 7. 明矾净水的主要原理是：( ) (A) 电解质对溶胶的聚沉作用(B) 溶胶的相互聚沉作用 (C) 电解质的敏化作用(D) 电解质的对抗作用 8. 下列诸分散体系中，Tyndall 效应最强的是：( ) (A) 纯净空气(B) 蔗糖溶液 (C) 大分子溶液(D) 金溶胶 9. 沉降系数(S) 的物理意义是，在重力场中 和离心场中的表达式分别是和。 10. 当用白光照射有适当分散度的溶胶时，从侧面看到的是__________光，呈__________色，
第11章表面化学与胶体化学 1．在293 K时，把半径为1×10st1:chmetcnv TCSC="0" NumberType="1" Negative="True" HasSpace="False" SourceValue="3" UnitName="m">-3m的水滴分散成半径为1×10-6m的小水滴，比表面增加多少倍?表面吉布斯自由能增加多少?环境至少需做功多少?已知293 K时 。 （答案：9.15×10-4 J） 解：一滴大水滴可分散成N个小水滴： 小水滴的面积为：，大水滴的面积为：4π 面积增加倍数为： 2．在298 K时，1,2—二硝基苯(NB)在水中所形成的饱和溶液的浓度为5.9×10-3mol·L-1，计算直径为1×10-8m的NB微球在水中的溶解度。已知298 K时NB／水的表面张力为25.7 mN·m-1，NB 的密度为1 566 kg·m-3。 （答案：2.625×10-3 mol·dm-3） 解：根据开尔文公式：，将数值代入，得： 3．373 K时，水的表面张力为58.9 mN·m-1，密度为958.4 kg·m-3，在373 K时直径为
1×10-7m的气泡内的水蒸气压为多少?在101.325 kPa外压下，能否从373 K的水中蒸发出直径为1×10-7m的气泡? （答案：99.89kPa） 解：气泡为凹面，且r = 0.5×10-7m 因p r p外，故不能蒸发出直径为1×10-7m的气泡。 4．水蒸气骤冷会发生过饱和现象。在夏天的乌云中，用干冰微粒撒于乌云中使气温骤降至293 K，此时水气的过饱和度(p／pｓ)达4，已知293 K时， ρ(H2O)＝997 kg·m-3。求算：(1)开始形成雨滴的半径；(2)每一滴雨中所含的水分子数。 （答案：7.8×10-10 m，66个） 解：（1）据开尔文公式得： (2) 设雨滴为球形，则一个雨滴的体积为： 雨滴中的水分子数为： （个） 5．已知293 K时，，，。试判断水能否在汞表面上铺展开来?
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
1.由过量KBr 与AgNO 3溶液混合可制得溶胶，以下说法正确的是________ (a ) 定势离子是Ag + (b ) 反号离子是3NO - (c ) 胶粒带正电 (d ) 它是负溶胶 2.通常所说胶体带正电或负电是指下列哪部分而言_______ （a ）胶核 （b ）胶粒 （c ）胶团 (d ) 扩散层反号离子 3.用含a mol 的AgNO 3和 b mol KI 的溶液制备溶胶，胶团结构为 -+x-+m [(AgI)I (n-x)K ]xK n ???, 说明______ (a ) a ＜b (b ) a ＝b (c ) a ＞b (d )无法确定a 、b 的关系 4.以 AgNO 3为稳定剂的 AgI 溶胶，当达到等电点状态时，其胶粒结构为_____ (a ) m (AgI) (b ) +m (AgI)nAg ? (c ) +-m 3[(AgI)nAg nNO ] (d ) +-x+-m 33[(AgI)nAg (n-x)NO ]xNO ??? 5.对胶团结构为 +x +2[(Au)AuO ()Na ]Na m n n x x - -??-? 的金溶胶，除稳定剂以外，无其它电解质存在时，其电动电势的大小________ (a ) 取决于m 的大小 (b ) 取决于n 的大小 (c ) 取决于x 的大小 (d ) 不取决于m 、n 、x 中的任何一个 6. 对于有过量的 KI 存在的 AgI 溶胶，下列电解质中聚沉能力最强者是_______ (a ) NaCl (b ) K 3[Fe (CN )6] (c ) MgSO 4 (d ) FeCl 3 7. 对一胶粒带正电的溶胶，使用下列电解质聚沉时，聚沉值最小的是_______
胶体化学 研究胶体体系的科学。是重要的化学学科分支之一。 表面活性剂 使表面张力在稀溶液范围内随浓度的增加而急剧下降，表面张力降至一定程度后（此时溶液浓度仍很稀）便下降很慢，或基本不再下降，这种物质被称为表面活性剂。 3固体表面吸附 是固体表面对其他物质的捕获，任何表面都有自发降低表面能的倾向，由于固体表面难于收缩，所以只能靠降低界面张力的办法来降低表面能，这就是固体表面产生吸附作用的根本原因。 润湿 是用一种流体取代固体表面上存在的另一种流体的过程。 固体表面改性 通过物理或化学的方法，使固体表面性质发生改变的过程。 吸附剂 能够通过物理的或化学的作用，吸附其它物质的物质。 乳状液的变型 乳状液的变型也叫反相，是指O/W型（W/O型）乳状液变成W/O型（O/W型）乳状液的现象。 触变作用 凝胶振动时，网状结构受到破坏，线状粒子互相离散，系统出现流动性；静置时，线状粒子又重新交联形成网状结构。 净吸力 在气液界面，液体表面分子受到体相分子的拉力大，受到气相分子的拉力小，所以表面分子受到一个垂直于液体表面、指向液体内部的合吸力，称为"净吸力"。 Krafft 点 离子型表面活性剂在水中的溶解度随着温度的变化而变化。当温度升高至某一点时，表面活性剂的溶解度急剧升高，该温度称为krafft点。 浊点 加热非离子型表面活性剂的透明水溶液，其在水溶液中的溶解度随温度上升而降低，在升至一定温度值时出现浑浊，这个温度被称之为该表面活性剂的浊点。 表面张力 表面张力是为增加单位面积所消耗的功。 临界胶束浓度： 在表面活性剂溶液中，开始大量形成胶束的表面活性剂浓度。 起泡剂 在气液分散体系中，使泡沫稳定的表面活性剂，称为起泡剂。 凝胶 一定浓度的溶胶体系，在一定的条件下失去流动性而形成的半固体物质。 高分子溶液 分散相是高分子物质的分散体系。 比表面积 对于粉末或多孔性物质，1g固体所占有的总表面积为该物质的比表面。
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-
第8章 表面化学与胶体 8．1 重要概念和规律 1．比表面能与表面张力 物质的表面是指约几个分子厚度的一层。由于表面两侧分子作用力不同，所以在表面上存在一个不对称力场，即处在表面上的分子都受到一个指向体相内部的合力，从而使表面分子具有比内部分子更多的能量。单位表面上的分子比同样数量的内部分子多出的能量称为比表面能(也称比表面Gibbs函数)。表面张力是在表面上的相邻两部分之间单位长度上的相互牵引力，它总是作用在表面上，并且促使表面积缩小。表面张力与比表面能都是表面上不对称力场的宏观表现，即二者是相通的，它们都是表面不对称力场的度量。它们是两个物理意义不同，单位不同，但数值相同，量纲相同的物理量。 2．具有巨大界面积的系统是热力学不稳定系统 物质表面所多余出的能量γA称表面能(亦叫表面Gibbs函数)，它是系统Gibbs函数的一部分，表面积A越大，系统的G值越高。所以在热力学上这种系统是不稳定的。根据热力学第二定律，在一定温度和压力下，为了使G值减少，系统总是自发地通过以下两种(或其中的一种)方式降低表面能γA:①在一定条件下使表面积最小。例如液滴呈球形，液面呈平面；②降低表面张力。例如溶液自发地将其中能使表面张力降低的物质相对浓集到表面上(即溶液的表面吸附)，而固体表面则从其外部把气体或溶质的分子吸附到表面上，从而改变表面结构，致使表面张力降低。 3．润湿与铺展的区别 润湿和铺展是两种与固—液界面有关的界面过程。两者虽有联系，但意义不同。润湿是液体表面与固体表面相互接触的过程1因此所发生的变化是由固—液界面取代了原来的液体表面和固体表面。润湿程度通常用接触角表示，它反映液、固两个表面的亲密程度。当θ值最小(θ=0o)时,润湿程度最大，称完全润湿。铺展是指将液体滴洒在固体表面上时，液滴自动在表面上展开并形成一层液膜的过程，因此所发生的变化是由固—液界面和液体表面取代原来的固体表面。铺展的判据是上述过程的?G:若?G<0,则能发生铺展；若?G≥0，则不能铺展。显然，如果能发生铺展，则必然能够润湿；但能够润湿(θ＜90°)，则不一定发生铺展。只有完全润湿时才能铺展。因此润湿与铺展是两个不同的概念。 4．溶液的表面吸附量 在一定条件下为了使表面张力最小,溶液能自动地将其中引起表面张力减小的物质相对浓集到表面上，因此表面相的浓度与溶液本体不同，这种现象称表面吸附。达吸附平衡时，单位表面上溶质的物质的量与同量溶剂在溶液本体中所溶解的溶质的物质的量的差值，称为表面吸附量，用符号Γ表示。Γ也常叫做表面超量，单位为mol.m-2。Γ反映溶液表面吸附的性质和强弱：Γ>0表示正吸附(表面活性物质属于这种情况)，且Γ值越大表示正吸附程度越大；Γ<0，表示负吸附，且Γ值越负表示负吸附程度越大。Γ值可由Gibbs吸附方程求出。当浓度很大时，表面吸附量不再随浓度而变化，此时称最大吸附量或饱和吸附量。 5．表面活性剂 表面活性剂是一类能够显著降低水表面张力的物质，其特点是加入量很小而降低表面张力的收效很大，所以它们在溶液表面具有很强的正吸附。表面活性剂分子具有不对称性结构，其一端是有极性的亲水基，另一端是无极性的憎水基，所以它们在表面上呈定向排列，其憎水基朝外，亲水基朝向液体内部。在溶液内部，表面活性剂分子缔合成胶束。表面活性剂在水溶液中开始形成胶束时的浓度称临界胶束浓度CMC。有关胶束的实验及理论研究是目前一个十分活跃的领域。表面活性剂在生产、生活及科研活动中具有广泛的应
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？
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
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。
胶体化学练习题 一、选择题 1. 在电泳实验中，观察到分散相向阳极移动，表明: ( ) (A) 胶粒带正电(B) 胶粒带负电 (C) 电动电位相对于溶液本体为正(D) Stern 面处电位相对溶液本体为正 2. 向FeCl3(aq) 中加入少量氨水，可制备稳定的氢氧化铁溶胶，此时胶体粒子带 电荷情况为：( ) (A) 总是带正电(B) 在pH 较大时带正电 (C) 总是带负电(D) 在pH 较大时带负电 3. 胶体粒子的Zeta 电势是指：( ) (A) 固体表面处与本体溶液之间的电位降 (B) 紧密层、扩散层分界处与本体溶液之间的电位降 (C) 扩散层处与本体溶液之间的电位降 (D) 固液之间可以相对移动处与本体溶液之间的电位降 4. 对超离心沉降平衡，下列说法不正确的是: ( ) (A) 沉降池中，某处的浓度与它所处位置离转轴距离有关 (B) 沉降池中，某处的浓度与时间有关 (C) 在测某物的摩尔质量时，超离心沉降平衡法的转动速度比超离心沉降速度法低 (D) 沉降平衡法测得的摩尔质量，随处理方法不同而不同，可得M n、M w、M z 5. 在H3AsO3的稀溶液中，通入过量的H2S 气体，生成As2S3溶胶。用下列物质 聚沉，其聚沉值大小顺序是：( ) (A) Al(NO3)3＞MgSO4＞K3Fe(CN)6(B) K3Fe(CN)6＞MgSO4＞Al(NO3)3 (C) MgSO4＞Al(NO3)3＞K3Fe(CN)6(D) MgSO4＞K3Fe(CN)6＞Al(NO3)3 6. As2S3负溶胶，若用AlCl3使其聚沉，所需AlCl3的最小浓度约为0.093 mol·m-3，若改用Al2(SO4)3聚沉，所需最小浓度约为：( ) (A) 0.188 mol·m-3(B) 0.094 mol·m-3(C) 0.047 mol·m-3 (D) 0.00013 mol·m-3 7. 将橡胶电镀到金属制品上，应用的原理是：( ) (A) 电解(B) 电泳(C) 电渗(D) 沉降电势 8. 在分析化学上，有两种利用光学性质测定胶体溶液浓度的仪器，一是比色计，另一个是比浊计，分别观察的是胶体溶液的：( ) (A) 透射光；折射光(B) 散射光；透射光 (C) 透射光；反射光(D) 透射光；散射光 9. 使用瑞利(Reyleigh) 散射光强度公式，在下列问题中可以解决的问题是：( )
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
思考题和练习题解答 思考题 1. 表面性质与相邻两体相的性质有关，但又与两体相性质有所不同。处于表面层的分子由于它们的受力情况与体相中分子的受力情况不相同，因此，表面层的分子总是具有较高的能量。此外，表面性质还与表面积密切相关。表面积越大，则表面能越高，表面越不稳定。这将导致表面层自发地减少表面能（减少表面积或表面吸附）。 药粉的药效比药丸快。因为药粉的比表面积比药丸大得多，表面能较高，活性高。 2. 将变成绷紧的圆环状。这是因为液膜被刺破后，细丝两边不同曲率的部分附加压力方向不同（均指向曲面的球心方向）。经附加压力的调整后，最后，线圈以规则的形状存在。 3．一个过程的自发与否是由过程的吉布斯自由能决定的。尽管表面扩展过程熵是增加的，但同时也是吸热的，因此，ΔH >0。可见，单凭熵增加无法判断过程的方向。 4．可根据0p T γ??? < ????判断之。 上管中，管内液面呈凹状，附加压力朝外，当温度升高，表面张力下降，附加压力降低。因此，当右端液体受热时，朝右附加压力小于朝左边的附加压力，液体朝左移动。 下管可同样分析，由于下管液面呈凸状，附加压力朝内。因此，液体移动方向与上管相反。 5．附加压力s p 与曲率半径r ，表面张力γ的关系为 s 2p r γ = 由于右边气泡比左边气泡大，因此，曲率半径大，附加压力小。当将两边连通后，则左泡变小，右泡变大，直到左、右两边曲率半径相同时，两边达平衡。 若活塞同时连通大气，则两气泡同时变小，但变化速率不同，左泡先消失，右泡后消失。 6．从图可见，不均匀毛细管的左端管径大，曲率半径大，附加压力小，因此液体两端附加压力不相等，液体向右端移动；直到两端附加压力相等为止。因此，平衡时，液体应处于右端细管半径均匀的位置。 7. B 8． 11 2gh r γ ρ= 222g h r γρ=
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） 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