胶体与界面化学习题29页PPT

5. 什么是非离子表面活性剂的浊点？浊点产生的原因是什么（6分） 答：聚氧乙烯型非离子表面活性剂的溶解度随温度升高而增大(1分)，当上
升到某一温度时，溶解度反而下降，溶液发生混浊甚至分层(1分)，冷却后又可 恢复澄明，对应的温度称为浊点(2分)。 原因：当温度升高时，聚氧乙烯链与水之间的氢键发生断裂(2分)。
从而导致液面下降（2分）。
7. 试用Ross铺展机理解释消泡过程。（6分） 答：Ross的铺展机理认为，整个消泡过程分为浸入、扩展和破泡三个阶段，
在浸入阶段，渗入系数 EFD FD（1分），当E>0时，消泡剂浸入泡沫的
液膜中（1分）；在扩展阶段，扩展系数 SFDFD （1分），当S>0时，消泡
剂向膜面扩展（1分）；因此，当E>0，S>0时（1分），则产生消泡用（1分）
2.简述表面活性剂在水中可形成几种胶束，胶束的形态与表面活性剂的浓度之间 有何关系。（6分）
表面活性剂在水中可以形成三种类型的胶束：球形、棒状和层状胶束。在一 般情况下，随着水中表面活性剂浓度的增高，球形胶束会首先形成，然后依次是 棒状胶束和层状胶束。 5.试以Maragoni效应解释泡沫的稳定机理。（7分）07-08A
答：当泡沫表面由于扩展而变薄，从而产生新的表面时(2分)，由于在新的 表面上溶质的吸附尚未达到平衡(2分)，使其表面张力增加，产生了表面张力梯 度(2分)，这种表面张力的梯度就会引起液体从低表面张力的周围向高表面张力 区域流动，直到此张力差消失为止(1分)。
7. 根据DLVO理论，试解释外加电解质对带电溶胶稳定性的影响。（7分） 答：根据DLVO理论，在胶团之间, 既存在着斥力势能, 又存在着吸力势能(1
3.试解释毛细凝结现象发生的原因。（6分） 2019-2019A 答：根据Kelvin公式(2分)，凹面上的蒸汽压比平面上小(2分)，所以在小于
饱和蒸汽压时，气体凹面上已达饱和而发生凝聚，这就是毛细凝聚现象(2分)， 即蒸汽变成液体在毛细管中凝聚，吸附量迅速增加。
4. 试解释过饱和蒸汽产生的原因。（6分） 答：过饱和蒸汽现象的产生是由于如果蒸汽凝结成为液滴，那么需要先形成
半径极小的小液滴(2分)，其液面为凸面，小液滴液面上的饱和蒸汽压远大于此时 液体的蒸汽压(2分)，因此新相难成而导致过饱和(2分)。
常见的亚稳状态有哪些？为什么会产生亚稳状态？（9分） 答：常见的亚稳状态有过热液体、过饱和蒸汽、过饱和溶液等（3分）。产
生亚稳状态的主要原因是新相种子难以生成（3分），由于新相的颗粒极小，因 此其比表面积和表面吉布斯函数都很大，因此新相难以生成（3分）。 (若分别列出每种亚稳状态产生的具体原因，则每个亚稳状态加2分)
现将一根毛细玻璃管插入水中，然后在管内液面处加热，则液面将如何变化， 为什么会产生这种现象？（8分）
答：根据Laplace公式，
（1分），将毛细玻璃管插入水中形成
凹液面，因此附加压力为负值（或者方向向上）（1分）。而表面张力随温度上
升而下降（2分），因此，在管内液面处加热会导致附加压力Ps降低（2分），
，并随着江河水一起流动。当江河水到达入海口时，海水中含有大量的电解质， 根据DLVO理论，在胶团之间, 既存在着斥力势能, 又存在着吸力势能，胶体系统 的相对稳定或聚沉取决于斥力势能和吸力势能的相对大小。加入电解质后，对溶 胶体系内胶体粒的引力势能影响不大, 但会明显降低粒子间的斥力势能，从而降 低带电溶胶的稳定性，因此泥沙在入海口沉降，形成平原。
3.试解释过热液体产生的原因。（6分） 液体过热现象的产生是由于液体在沸点时无法形成气泡所造成的。根据开尔
文公式，小气泡形成时期气泡内饱和蒸气压远小于外压，但由于凹液面附加压力 的存在，小气泡要稳定存在需克服的压力又必须大于外压。因此，相平衡条件无 法满足，小气泡不能存在，这样便造成了液体在沸点时无法沸腾而液体的温度继 续升高的过热现象。
吸附量的顺序：甲酸＜乙酸＜丙酸＜丁酸 原因：由于活性炭为非极性吸附剂，水为极性溶剂，因此非极性的吸附剂在 极性溶剂中总是容易吸附非极性组分。而羧酸的极性随着其碳链的延长而增加， 其中甲酸极性最高，丁酸极性最低，因此甲酸的吸附量最高，而丁酸的吸附量最 低。
4.什么是HLB值，HLB值对表面活性剂的应用有何影响。（6分）2019-2019A 答案：HLB值是表面活性剂的亲水亲油性平衡值（2分），其计算公式如下：
(不列出公式亦可)，其中，HLB越大，表面活性剂的亲水性能越强，适于在水体 系中使用(2分)。HLB值越小，表面活性剂的疏水性能越强，越适于在油体系中使 用(2分)。
2.试解释温度升高，气体在固面上的吸附量通常减少的原因。（6分） 07-08A 答：吸附是放热(1分)、自发的过程(1分)，且存在吸附平衡(1分)，所以温
度上升对吸附平衡不利，导致反应逆向进行，因此温度升高，气体在固体表面上 的吸附量通常要降低(3分)。
6. 活性碳从水溶液中吸附脂肪酸，吸附质分别为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸试判 断吸附量顺序和原因。（7分）
7. 试论述化学吸附与物理吸附的主要区别。（7分） 答：物理吸附的吸附力是由固体和气体分子之间的范德华引力产生的，一般比较 弱。其吸附热较小，接近于气体的液化热，一般在几个kJ/mol以下。吸附无选择 性，任何固体可以吸附任何气体，吸附量会有所不同。而且吸附可以是单分子层 的，但也可以是多分子层的。化学吸附吸附力是由吸附剂与吸附质分子之间产生 的化学键力，一般较强。其吸附热较高，接近于化学反应热，一般在40kJ/mol以 上。吸附有选择性，固体表面的活性位只吸附与之可发生反应的气体分子，如酸 位吸附碱性分子，反之亦然。而且吸附是单分子层的。
分)，胶体系统的相对稳定或聚沉取决于斥力势能和吸力势能的相对大小(2分)加 入电解质后，对溶胶体系内胶体粒的引力势能影响不大(2分), 但会明显降低粒 子间的斥力势能(2分)，从而降低带电溶胶的稳定性。
5.试解释江河入海口处，沉积平原形成的原因。（7分） 河是淡水，在流动过程中会携带泥沙中的部分物质形成较为稳定的胶体溶液