第八章 表面现象与分散系统
第一次课：
课程名称：物理化学
本课内容：
§8.1 表面吉布斯函数与表面张力
§8.2纯液体的表面现象
授课时间： 90 分钟
一、 教学目的
通过本节 90 分钟的教学，使学生了解表面现象的特殊性能，掌握表面自由能与表面张力的基本概念，进而对纯液体的表面现象有所了解，学会用Laplace公式计算弯曲液面的附加压力，用Kelvin公式考察曲率对蒸气压的影响，用杨氏方程考察液体的润湿与铺展问题，了解毛细管现象。
二、教学意义
通过本次授课，学生应对表面现象有深入了解，并且能用所学理论知识解释日常生活中常见的表面现象。
三、教学重点
表面自由能与表面张力
纯液体的表面现象
四、教学难点
表面自由能与表面张力的概念；
弯曲液面附加压力、曲率对蒸气压的影响
五、教学方式
理论课。以电子课件为主，辅以少量板书。通过课堂讲授和启发引导及讨论的方式进行授课。
六、讲授内容
§8.1表面吉布斯函数与表面张力
1. 表面吉布斯函数
2. 表面张力
3. 影响表面张力的因素
4. 巨大表面系统的表面吉布斯函数
§8.2纯液体的表面现象
1. 弯曲液面的附加压力
2. 曲率对蒸气压的影响
3. 液体的润湿与铺展
4. 毛细管现象
七、讲授方法
§8.1表面吉布斯函数与表面张力
1．表面吉布斯函数
通过单组分密闭系统的基本公式导出表面吉布斯函数的定义式，通过图像形象的讲授表面吉布斯函数的物理意义。
2．表面张力
首先讲解表面张力的物理意义，然后通过flash动画形象地演示表面张力的表示方法。注意讨论影响表面张力的因素：物质的种类及共存相的种类、温度。通过具体例题计算巨大表面系统的表面吉布斯函数，从而解释工厂中粉尘爆炸的实际现象。
§8.2纯液体的表面现象
1. 弯曲液面的附加压力
通过图片及flash动画形象地演示表面张力及弯曲液面的附加压力的方向，推导出拉普拉斯(Laplace) 公式。
2. 曲率对蒸气压的影响
通过图片及公式推导，得出曲率对蒸气压影响的开尔文（Kelvin）公式。在此基础上启发引导学生讨论解释人工降雨级液体暴沸现象。
3. 液体的润湿与铺展
通过图片及flash动画形象地演示在气液固交界处表面张力的合力大小，计算平衡时液固接触角，进而通过接触角的大小判断液体再固体表面的润湿与铺展情况，结合实例探讨接触角测定的实际意义。
4. 毛细管现象
通过形象的flash动画地演示及图片展示，讨论液体在毛细管中的上升或下降现象，计算上升或下降高度与曲率半径、接触角的关系。解释农业应用中锄地保墒的科学道理。
（三）问题和展望
提出问题引起思考，使学生认识到表面现象的特殊性；启发学生用理论的观点看待巨大表面的能量效应及弯曲页面的复杂现象；引起学生表面现象科学研究的兴趣。
八、时间分配
本次课程全部用时 90 分钟，分配如下：
① 表面吉布斯函数与表面张力：用时30 分钟。
其中，表面吉布斯函数 15 分钟；表面张力 15分钟。
②纯液体的表面现象：用时60分钟。
其中，弯曲液面的附加压力13分钟；曲率对蒸气压的影响12分钟；液体的润湿与铺展13 分钟；毛细管现象12分钟；问题和展望5分钟，布置作业2分钟；机动3 分钟。
九、讨论、思考与作业
讨论与思考：
1．比较分散度很高的细小固体的熔点和普通晶体的熔点？为什么会有过冷液体？
2．分析毛细管现象中表面张力的方向？
作业：习题2、5、6、9。
十、参考资料
教材：
《物理化学简明教程》（第四版），印永嘉、奚正楷等，高等教育出版社
《物理化学简明教程例题与习题》印永嘉、奚正楷等
推荐参考书：
《物理化学》 （第五版） ，傅献彩等编（南京大学）
《物理化学》 胡英主编（华东理工大学）
Physical Chemistry. 5th ed., P. W. Atkins.，Oxford University Press 物理化学解题指南，李文斌 主编，天津大学出版社
物理化学习题解答（上、下册）王文清等编（北大）
十一、教学后记
表面现象是与日常生活和生产实践结合较为紧密的一部分内容，易于学生
理解，也易用联系实际，因此，教学重点应放在理论联系实际上，让学生能利用
所学知识解释日常生活中常见现象。
第二次课：
课程名称：物理化学
本课内容：
§8.3气体在固体表面上的吸附
§8.4 溶液的表面吸附
授课时间： 90 分钟
一、教学目的
通过本节 90 分钟的教学，使学生了解气固吸附的一般常识，掌握气体在固体表面上的Langmuir单分子层吸附等温式，理解多分子层气固吸附理论，了解其它吸附等温式。了解溶液表面的吸附现象，掌握Gibbs吸附公式，理解表面活性剂的吸附层结构，了解表面膜现象。
二、教学意义
通过本次授课，使学生对气体在固体表面的吸附有一定的认识，掌握各类吸附曲线的应用及Langmuir单分子层吸附等温式和Gibbs吸附公式的应用。
三、教学重点
气体在固体表面上的吸附
溶液的表面吸附
四、教学难点
Langmuir单分子层吸附等温式；
Gibbs吸附公式的应用
五、教学方式
理论课。以电子课件为主，辅以少量板书。通过课堂讲授和启发引导及讨论的方式进行授课。
六、讲授内容
§8.3气体在固体表面上的吸附
1. 气固吸附的一般常识
2. Langmuir单分子层吸附等温式
3. BET吸附等温式：多分子层气固吸附理论
4. 其它吸附等温式
§8.4 溶液的表面吸附
1.溶液表面的吸附现象
2. Gibbs吸附公式
3. 表面活性剂的吸附层结构
4.表面膜
七、讲授方法
§8.3气体在固体表面上的吸附
1．气固吸附的一般常识
通过表格图像等方式讲授气固吸附的类型、吸附量、吸附等温线等一般常识性问题，对比物理吸附与化学吸附的特点。
2．Langmuir单分子层吸附等温式
通过图片图表形象地讲解单分子层吸附的基本假设及Langmuir单分子层吸附等温式的推导方法。通过具体例题计算单分子层吸附。
4. BET吸附等温式：多分子层气固吸附理论
介绍BET吸附等温式及其多分子层气固吸附理论，重点强调其在测定和计算固体吸附剂的比表面方面的应用。
5. 简要介绍其它吸附等温式
§8.4 溶液的表面吸附
1. 溶液表面的吸附现象
通过图片及图表形象地演示表面张力与表面吸附的关系。
2. Gibbs吸附公式
通过图片展示及公式推导，得出表面吸附量曲率对蒸气压影响的开尔文（Kelvin）公式。通过具体例题计算表面吸附量。
3.表面活性剂的吸附层结构
通过图片及图表形象地演示表面活性剂结构上的双亲性特点、吸附量与浓度关系以及吸附层结构。
5.4. 表面膜
通过形象的图片展示，介绍表面膜的类型和制备方法。
（三）问题和展望
提出问题引起思考，使学生认识到表面吸附现象的特殊性，引起学生表面现象科学研究的兴趣。
八、时间分配
本次课程全部用时 90 分钟，分配如下：
§8.3气体在固体表面上的吸附：用时40 分钟。其中，气固吸附的一般常识12分钟，Langmuir单分子层吸附等温式13分钟，BET吸附等温式：多分子层气固吸附理论9分钟，其它吸附等温式6分钟
§8.4 溶液的表面吸附：用时50分钟。其中，溶液表面的吸附现象13分钟，Gibbs吸附公式12分钟；表面活性剂的吸附层结构10分钟；表面膜10分钟；现象问题和展望5分钟。
九、讨论、思考与作业
讨论与思考：
1.根据表面活性剂的结构特点，试思考并举例其在农业、工业及医药等领域
的应用。
2.如何根据BET法计算固体催化剂的表面积？
作业：习题11。
十、参考资料
教材：
《物理化学简明教程》（第四版），印永嘉、奚正楷等，高等教育出版社
《物理化学简明教程例题与习题》印永嘉、奚正楷等
推荐参考书：
《物理化学》 （第五版） ，傅献彩等编（南京大学）
《物理化学》 胡英主编（华东理工大学）
Physical Chemistry. 5th ed., P. W. Atkins.，Oxford University Press 物理化学解题指南，李文斌 主编，天津大学出版社
物理化学习题解答（上、下册）王文清等编（北大）
十一、教学后记
气固吸附知识在生产实践和科学实验中应用较为广泛，掌握相关知识对实践
具有重要的指导意义。可结合实验内容强调Gibbs吸附公式的重要性。结合日常
生活及生产实践中的具体问题讲解表面活性剂的作用，对于激发学生学习积极性，提高教学质量十分有益。
第三次课：
课程名称：物理化学
本课内容：
§8.5 表面活性剂及其作用
§8.6 分散系统的分类
§8.7 溶胶的光学和力学性质
授课时间： 90 分钟
一、教学目的及要求
通过本节 90 分钟的教学，使学生了解表面活性剂的性质及其作用，理解分散系统的分类，掌握溶胶的光学和力学性质。
二、教学意义
通过本次授课，使学生对表面活性剂的性质及其作用有全面的了解，掌握溶胶的各种性质，能通过表面活性剂的相关知识解释日常生活中某些现象的本质。
三、教学重点
表面活性剂及其作用
溶胶的光学和力学性质
四、教学难点
表面活性剂及其作用
溶胶的光学和力学性质
五、授课类型及教学方式
理论课。以电子课件为主，辅以少量板书。通过课堂讲授和启发引导及讨论的方式进行授课。
六、讲授内容
§8.5 表面活性剂及其作用
1. 表面活性剂的分类
2. 胶束和临界胶束浓度
3. 表面活性剂的作用
§8.6 分散系统的分类
§8.7 溶胶的光学和力学性质
1.丁达尔(Tyndall)效应
2. 布朗（Brown）运动
3. 扩散
4. 沉降和沉降平衡
七、讲授方法
§8.5 表面活性剂及其作用
通过表格图像等方式讲授表面活性剂的分类、胶束和临界胶束浓度的概念和意义，讲解表面活性剂的润湿作用、增溶作用、乳化作用等在日常生活及工农业生产中的应用。
§8.6 分散系统的分类
介绍分散系统、分散相、分散介质的概念，介绍八种不同类型的分散系统.
§8.7 溶胶的光学和力学性质
通过图片及图表形象地介绍胶体溶液的光学性质——丁达尔(Tyndall)效应，运动性质——布朗（Brown）运动、扩散及沉降和沉降平衡现象。
八、时间分配
本次课程全部用时 90 分钟，分配如下：
§8.5 表面活性剂及其作用：用时40 分钟。其中，表面活性剂的分类13分钟，胶束和临界胶束浓度12分钟，表面活性剂的作用15分钟；
§8.6 分散系统的分类用时10 分钟；
§8.7 溶胶的光学和力学性质：用时40分钟。其中，丁达尔(Tyndall)效应12分钟；布朗（Brown）运动13分钟；扩散10分钟；布置作业2分钟；机动3 分钟。
九、讨论、思考与作业
1．表面活性剂的结构特点决定其有什么性质？
2．试运用表面活性剂知识解释肥皂去污原理？
作业：习题19
十、参考资料
教材：
《物理化学简明教程》（第四版），印永嘉、奚正楷等，高等教育出版社
《物理化学简明教程例题与习题》印永嘉、奚正楷等
推荐参考书：
《物理化学》 （第五版） ，傅献彩等编（南京大学）
《物理化学》 胡英主编（华东理工大学）
Physical Chemistry. 5th ed., P. W. Atkins.，Oxford University Press 物理化学解题指南，李文斌 主编，天津大学出版社
物理化学习题解答（上、下册）王文清等编（北大）
十一、教学后记
表面活性剂与我们的生活息息相关，在日常生活及工业、农业等领域均有广阔
的应用。因此结合日常生活及生产实践中的具体问题讲解表面活性剂的作用，对
于激发学生学习积极性，提高教学质量十分有益。
第四次课：
课程名称：物理化学
本课内容：
§8.8 溶胶的电性质
§8.9 溶胶的聚沉和絮凝
§8.10 溶胶的制备和净化
§8.11 高分子溶液
授课时间： 90 分钟
一、教学目的
通过本节 90 分钟的教学，使学生了解溶胶的电动现象，掌握胶体的双电层结构，掌握溶胶的聚沉和絮凝的影响因素，了解胶体的制备方法，了解高分子溶液的性质。
二、教学意义
通过本次授课，学生应了解溶胶的电动现象，掌握溶胶的双电层结构，掌握溶胶的聚沉和絮凝的影响因素。
三、教学重点
溶胶的电性质
溶胶的聚沉和絮凝
四、教学难点
胶体的双电层结构
溶胶的聚沉和絮凝
五、授课类型及教学方式
理论课。以电子课件为主，辅以少量板书。通过课堂讲授和启发引导及讨论的方式进行授课。
六、讲授内容
§8.8 溶胶的电性质
1．电泳和电渗现产生的原因及影响因素
2．溶胶粒子带电的原因
3．溶胶粒子的双电层
4．溶胶粒子的结构
§8.9 溶胶的聚沉和絮凝
1．溶胶的聚沉的影响因素
2．溶胶的絮凝的影响因素
§8.10 溶胶的制备和净化
1．溶胶的制备
2．溶胶的净化
§8.11 高分子溶液
1．高分子溶液的渗透压
2．高分子溶液的粘度
3．高分子溶液的盐析、胶凝与溶胀
本章小结
七、讲授方法
§8.8 溶胶的电性质
1．电泳和电渗现产生的原因及影响因素
以图片和flash的形式观看电泳和电渗现象，从而进一步讲述产生这两种现象的原因及影响因素。
2．溶胶粒子带电的原因
讲述溶胶粒子带电的两种主要可能原因：吸附、电离。
3．溶胶粒子的双电层
这是本节中最重要的内容，是溶胶电动现象产生的根本原因，应重点讲解。
4．溶胶粒子的结构
和KI溶液混合制备AgI溶胶为例，分析溶胶粒子的结构，要求学生以AgNOB
3B
会写胶团的结构。
§8.9 溶胶的聚沉与絮凝
1.溶胶的聚沉的影响因素
通过图片形式，形象介绍溶胶聚沉的各种影响因素，通过举例重点掌握外加电解质对溶胶聚沉的双重影响。
2.溶胶的絮凝的影响因素
通过图片形式，形象介绍溶胶的絮凝的影响因素，举例说明大分子化合物对溶胶稳定性的双重影响，了解大分子化合物对溶胶稳定性影响的应用。 §8.10 溶胶的制备与净化
简单介绍溶胶的制备方法和净化方法，为今后学生的科研实践奠定基础。
1．溶胶的制备
（1）分散法
（2）凝聚法
2．溶胶的净化
最经典的是格雷姆（Grahame）提出的“渗析法”。
§8.11 高分子溶液
高分子溶液与溶胶存在着本质上的差别，高分子溶液与溶胶的主要相同
之处与不同之处。
1．高分子溶液的渗透压
唐南平衡最重要的应用是控制溶液的渗透压，这对医学、生物学等研究
细胞膜内外的渗透平衡有重要意义。
2．高分子溶液的粘度
简单介绍高分子溶液的粘度，使学生有所了解。
3．高分子溶液的盐析、胶凝与溶胀
通过flash了解高分子溶液的盐析、胶凝与溶胀现象，并简单介绍它们在实际中的应用。
八、时间分配
本次课程全部用时 90 分钟，分配如下：
§8.8 溶胶的电性质30分钟：其中电泳和电渗现产生的原因及影响因素10
分钟，溶胶粒子带电的原因5分钟，溶胶粒子的双电层10分钟，溶胶粒子的结构
5分钟。
§8.9 溶胶的聚沉和絮凝30，其中溶胶的聚沉的影响因素15分钟，溶胶的絮凝的影响因素15分钟。
§8.10 溶胶的制备和净化20，其中溶胶的制备10分钟，溶胶的净化10分钟。
§8.11 高分子溶液10分钟，其中简单介绍下高分子溶液的渗透压3分钟，
高分子溶液的粘度3分钟，高分子溶液的盐析、胶凝与溶胀4分钟。
§8.9 溶胶的聚沉和絮凝30分钟，其中10 溶胶的制备和净化20分钟， 高分子溶液10分钟。
九、讨论、思考与作业
讨论与思考：
1．豆腐点卤是什么原理？
2．制备溶胶时应注意什么问题？
作业：习题21。
十、参考资料
教材：
《物理化学简明教程》（第四版），印永嘉、奚正楷等，高等教育出版社
《物理化学简明教程例题与习题》印永嘉、奚正楷等
推荐参考书：
《物理化学》 （第五版） ，傅献彩等编（南京大学）
《物理化学》 胡英主编（华东理工大学）
Physical Chemistry. 5th ed., P. W. Atkins.，Oxford University Press 物理化学解题指南，李文斌 主编，天津大学出版社
物理化学习题解答（上、下册）王文清等编（北大）
十一、教学后记
溶胶的聚沉与絮凝可以解释很多日常生活现象，结合这些内容讲解使学生更容易理解所学理论。
第9章 表面现象与分散系统自测题 1．如图所示，该U 型管的粗、细两管的半径分别为0.05cm 和0.01 cm 。若将密度ρ＝0.80 g ?cm -3的液体注人U 型管中，测得细管液面比粗管的液面高h ?＝2.2 cm ，利用上述数据便可求得该液体的表面张力l γ＝( b ).设该液体与管壁能很好润湿，即θ＝0°。 A 、5.20×10-3 N ?m -1； B 、10.79×10-3 N ?m -1； C 、12 .82×10-3N ?m -1； D 、因数据不足，无法计算。 . 2．在100℃，大气压力为101.325 kPa 下的纯水中，如有一个半径为r 的蒸气泡，则该蒸气泡内的水的饱 和蒸气压r p ( )大气压力0p ；若不考重力的作用，则该蒸气泡受到的压力为( )。 ( c ) A 、大于；0p (大气压力)－p ? (附加压力)； B 、大于；0p ＋p ?； C 、小于；0p －p ?； D 、小于；0p ＋p ?。 3．在T ，p 一定下，将一体积为V 的大水滴分散为若干小水滴后，在下列性质中，认为基本不发生变化的性质为( b )。 A 、表面能； B 、表面张力； C 、弯曲液面下的附加压力； D 、饱和蒸气压。 4．在室温、大气压力下，用同一支滴管分别滴下同体积的纯水和稀的表面活性剂水溶液(其密度可视为与纯水相同)则水的滴数1n 与稀表面活性剂溶液的滴数2n 之比，即12/n n ( b )。 A 、大于1； B 、小于1； C 、等于1； D 、无法比较。 5．已知在25℃下，水与汞、乙醚与汞和乙醚与水的界面张力γ(H 2O/Hg)，γ{(C 2H 5)2O/Hg }和γ{(C 2H 5)2O/H 2O }分别为375，379和10.7 mN ?m -1，则当水滴在乙醚与汞的界面上时的铺展系数S ＝( b )mN ?m -1。 A 、743.3×10-3； B 、6 .7×10-3； C 、14.7×10-3； D 、-6.0×10-3。 6．在一定T ，P 下，无论何种气体在固体表面上的吸附过程的熵变一定是( c )，而焓变H ?也一定是( c )。 A 、大于零； B 、等于零； C 、小于零； D 、无法判定。 7．朗格缪尔所提出的吸附理论及所推导出吸附等温式( c )。 A 、只能用于化学吸附； B 、只能用物理吸附； C 、适用于单分子层吸附； D 、适用于任何物理吸附和化学吸附。 8．在恒T ，p 下，于纯水中加入少量表面活性剂时，则表面活性剂在表面层中的浓度( a )其在本体中的浓度，此时溶液的表面张力( c )纯水的表面张力。 A 、大于； B 、等于； C 、小于； D 、可能大于也可能小于 9．胶体系统的电泳现象说明( b )。 A 、分散介质带电； B 、胶粒带有相当数量电荷； C 、胶体粒子处在等电状态； D 、分散介质是电中性的。 10．溶胶中的胶体粒子处在等电态，是指该胶粒处在( c )的状态。 A 、热力学电势为零； B 、斯特恩电势为零； C 、ξ电势为零； D 、无法判断的状态。 11．制备BaSO 4溶胶时，是用Na 2SO 4作为稳定剂，则BaSO 4溶胶的胶团结构为( b )。 A 、[]122244411BaSO Na SO SO 22x m n n x ++--? ???-?? ????? ； B 、[](){}2244BaSO SO Na 2Na x m n n x x - -++-； C 、[] (){}2222444BaSO Ba SO SO x m n n x x + +---； D 、[](){}24BaSO Ba 2Na Na x m n n x x ++++-。 12．在两烧杯中各放有25 cm 3浓度为0.016 mol ?dm -3的AgNO 3溶液，分别加入浓度为0.005 mol ?dm -3的KBr 溶液60 crn 3和100 cm 3，两烧杯中均制得AgBr 溶胶。如将这两杯AgBr 溶胶进行电泳实验时，则
第八章 表面现象与分散体系答案 一、填空题 1、r p /4θ=? 2、大；越小 3、大于 4、 凹平凸〉〉p p p 5、降低；大于 6、反比；正比 < 7、减小 8、红；１０ －９ －１０ －７ ；正；负极 9、散射作用；４；反 10、+-+-?-??xK K x n nI AgI x m ])()[(1 33])()[(-+-+?-??xNO NO x n nAg AgI x m 11、单分子 12、亲水；亲油 ： 13、负（阴）极；Ｋ３Ｆｅ（ＣＮ）６ 二、单选题
三、多选题 % 四、简答题 1、油与水是互不相溶的，当两者互相剧烈振荡时，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，便自动分层。 2、若无碎磁片或沸石，则液体内部不易形成新相（气相）。因在形成新相的刹那间，该新气泡相的凹形表面的曲率很大，根据开尔文公式，P r>>P*,这样该微小的气泡便自发消失，因此体系便不能在正常情况沸腾，升高温度成为局部过热的介稳状态，而导致暴沸。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>>P*，因此便容易沸腾，又因在沸石内部吸附的空气，也因受热而脱附，成为形成气泡的气核，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成为过热，P r>>P*；便成为微泡使沸石跳动，结果便成为一新气泡上升。 3、任何物质的饱和溶液，当其中存在着不同大小以及甚微小的被溶解物质的平衡晶态物质，实际上这些不同大小的同种晶态物质的溶解度是不同的，其溶解度C r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、小晶便逐渐消失，而大块晶体却逐渐增大。 4、因水与玻璃的接触角小于90°，又水的表面为负的附加压力，这样就使水在玻璃管中成为凹面，而水
第十章胶体分散系统 一．基本要求 1.了解胶体分散系统的三个基本特性。 2.了解憎液溶胶在动力性质、光学性质和电学性质等方面的特点以及如何 应用这些特点对它进行粒度、带电情况等方面进行研究。 3.掌握憎液溶胶在稳定性方面的特点，会判断外加电解质对憎液溶胶稳定 性的影响和电解质聚沉能力的大小。 4.了解大分子溶液与憎液溶胶系统的异同点，了解胶体分散系统平均摩尔 质量的测定方法。 5.了解纳米技术的基本内容和广泛的应用前景。 二．把握讲课要点的建议 胶体分散系统以其特有的分散程度、多相不均匀性和热力学不稳定性，使得与一般的分子分散系统或粗分散系统在性质上有很大的不同，主要表现在：动力性质、光学性质和电学性质等方面。不要把憎液溶胶的三个特性与它在动力、光学和电学方面的性质混为一谈。 了解憎液溶胶的动力性质、光学性质和电学性质，目的是区别于分子分散系统或粗分散系统，利用这些性质可以对胶粒的大小、形状和带电情况进行研究。 大分子溶液与憎液溶胶在组成上完全是两回事，仅仅是因为它们的大小相仿，在粒度效应方面有一点共同之处，才放在一起研究，其实在光学性质、电学性质和受外来电解质影响方面有很大的区别。大分子是由小分子聚合而成的，由于聚合的程度不同，因而分子的大小也不同，所以大分子物质的摩尔质量只能是平均摩尔质量，而且，测定的方法不同，摩尔质量的值也不同。 纳米技术目前是许多学科的研究热点，纳米材料的制备较多的是采用溶胶-凝胶法，学好胶体分散系统的性质，对纳米材料的研究有很大的帮助。
三．思考题参考答案 1. 憎液溶胶有哪些特征？ 答：(1) 特有的分散程度。胶粒的大小一般在1－100 nm之间，所以有动力稳定性强、散射作用明显、不能通过半透膜、渗透压低等特点。 (2) 多相不均匀性。胶团结构复杂，是一个具有相界面的超微不均匀质点。 (3) 热力学不稳定性。由于胶粒小、表面积大、表面能高，有自动聚结降低表面能的趋势。所以要有稳定剂存在，由于带电的溶剂化层存在，可保护胶粒不聚沉。 2. 有稳定剂存在时胶粒优先吸附哪种离子？ 答：稳定剂一般是略过量的某一反应物。胶核首先吸附与胶核中相同的那个离子。例如，制备AgI 溶胶时，若KI 略过量，胶核优先吸附I- 离子，利用同离子效应保护胶核不被溶解。若稳定剂是另外的电解质，胶核优先吸附的是使自己不被溶解的离子，或转变成溶解度更小的沉淀的离子。一般优先吸附水化作用较弱的阴离子，所以自然界的天然胶粒如泥沙、豆浆、橡胶等都带负电。 3. 当一束会聚光通过溶胶时，站在与入射光线垂直方向的同学，看到光柱的颜色是淡蓝色；而站在入射光180o方向的同学看到的是橙红色，这是为什么？答：站在与入射光线垂直方向（即侧面）的同学，看到的是胶粒的散射光。根据瑞利公式，入射光波长越短，散射光越强。所以，蓝色、紫色光容易散射，散射光呈淡蓝色。而对着入射光看的同学，看到的是透射光。在白光中，波长较短的蓝色、紫色光已被散射，剩下的透射光主要是波长较长的光，所以看到的透射光是橙红色的。 4. 为什么有的烟囱冒出的是黑烟，有的却是青烟？ 答：有的烟灰粒子很大，属粗分散系统，主要发生光反射和吸收，所以看到的是黑色。这种粒子很快会沉降。而有的灰粒极小，小于可见光波长，主要发生光
一、概述 1．关于胶体化学的几个基本概念 (1）相和相界面 相是指那些物质的物理性质和化学性质都完全相同的均匀部分。体系中有两个或两个以上的相，称为多相体。相与相之间的接触面称为相接面。 (2) 分散相与分散介质 在多相分散体系中，被分散的物质叫做分散相。包围分散相的另一相，称为分散介质。例如，水基钻井液中，粘土颗粒分散在水中，粘土为分散相，水为分散介质。 (3)分散度和比表面 分散度是某一分散程度的量度，通常用分散相颗粒平均直径或长度的倒数来表示。如果用D表示分散度，用a表示颗粒的平均直径或长度，则分散度可表示为D＝1／a。比表面是物质分散度的另一种量度，其数值等于全部分散相颗粒的总面积与总质量(或总体积)之比。如果用S代表总表面积，用V表示总体积，用m表示总质量，则比表面可表示为： S 比 ＝S／V (m-1) (2-2) 或 S 比 ＝S／m (m-1／kg) (2-3) 物质的颗粒愈小，分散度愈高，比表面愈大，界面能与界面性质就会发生惊人的变化。所有颗粒分散体系的共性是具有极大的比表(界)面。 按分散度不同，可将分散体系分为细分散体系与粗分散体系。胶体实际上是细分散体系，其分散相的比表面≥104 m2／kg，其颗粒长度在1 nm～1 μm 之间。悬浮体则属于粗分散体系，其比表面大致不超过104m2／kg分散相的颗粒直径在1～40／μm之间。钻井液是复杂的胶体分散体系。水基钻井液基本上是溶胶和悬浮体的混合物，本书中统称为胶体分散体系。 (4)吸附作用 物质在两相界面上自动浓集(界面浓度大于内部浓度)的现象，称为吸附。被吸附的物质称为吸附质，吸附吸附质的物质称为吸附剂。按吸附的作用力性质不同，可将吸附分为物理吸附和化学吸附两类。仅由范德华引力引起的吸附，是物理吸附。这类吸附一般无选择性，吸附热较小，容易脱附。若吸附质与吸附剂之间的作用力为化学键力，这类吸附叫化学吸附。化学吸附具有选择性，吸附热较大，不易脱附。 2．沉降与沉降平衡 钻井液中的粘土粒子，在重力场的作用下会沉降。由于粒子沉降，下部的粒子浓度增加，上部浓度低，破坏了体系的均匀性。这样又引起了扩散作用，即下部较浓的粒子向上运动，使体系浓度趋于均匀。因此，沉降作用与扩散作用是矛盾的两个方面。 若胶体粒子为球形，半径为r，密度为ρ，分散介质的密度为ρ ，则 下沉的重力F 1 为： F 1＝（4/3）πr3(ρ－ρ )g (2-4) 式中 g－重力加速度；
第十四章胶体分散系统和大分子溶液 一、选择题 1. .以下说法中正确的是：( ) A通过超显微镜能看到胶体粒子的大小和形状； B溶胶和真溶液一样是均相系统； C溶胶能产生丁铎尔效应； D溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。 2.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系统； B热力学上和动力学上皆属于不稳定系统； C热力学上不稳定而动力学上属于稳定系统； D热力学上稳定而动力学上属于不稳定系统。 3外加直流电场于胶体溶液，向某一电极作定向移动的是：( ) A胶粒；B胶核；C胶团；D紧密层 4.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； B观察丁铎尔效应； C超显微镜测定粒子大小；D观察ζ电位。 5.工业上为了将不同蛋白质分子分离，通常采用的方法是利用溶胶性质中的: ( ) A电泳；B电渗；C沉降；D扩散。 6.当溶胶中加入大分子化合物时：( ) A一定使溶胶更稳定；B一定使溶胶更容易为电解质所聚沉； C对溶胶稳定性影响视加入量而定；D对溶胶稳定性没有影响。 7.对于Donnan平衡，下列哪种说法是正确的：( ) A膜两边同一电解质的化学位相同； B膜两边带电粒子的总数相同； C膜两边同一电解质的浓度相同； D膜两边的离子强度相同。 8.Donnan平衡产生的本质原因是：( ) A溶液浓度大，大离子迁移速度慢； B小离子浓度大，影响大离子透过半透膜； C大离子不能透过半透膜，且因静电作用使小离子在膜两边的浓度不同； D大离子浓度大，妨碍小离子通过半透膜。 9.对大分子溶液发生盐析的现象，不正确的说法是：( ) A加入大量电解质才能使大分子化合物从溶液中析出； B盐析过程与电解质用量无关；
1、只有在比表面很大时才能明显地看到表面现象，所以系统表面增大是表面张力产生因( ) 正确答案：错 表面张力是增加单位表面积时体系吉布斯自由能的增量，与表面积大小无关。2、对大多数系统来讲，当温度升高时，表面张力下降。( ) 正确答案：对 3、恒温、恒压下，凡能使系统表面吉布斯函数降低的过程都是自发过程。( ) 正确答案：错 反馈：缺少“定组成”的条件。 4、过饱和蒸汽之所以可能存在,是因新生成的微小液滴具有很大的比表面吉布斯函数。( ) 正确答案：错 反馈：是因为微小液地具有较大的指向液滴内部的附加压力： 5、液体在毛细管内上升或下降决定于该液体的表面张力的大小。( ) 正确答案：错 反馈：决定于液体能否润湿固体． 6、单分子层吸附只能是化学吸附，多分子层吸附只能是物理吸附。( ) 正确答案：错 反馈：多分子层吸附中的第一层可能是化学吸附。 7、产生物理吸附的力是范德华力，作用较弱，因而吸附速度慢，不易达到平衡。( ) 正确答案：错 反馈：化学吸附需要活化能，因而较慢，不易达平衡。 8、在吉布斯吸附等温式中，Γ为溶质的吸附量，它随溶质(表面活性物质)的加入量的增加而增加，并且当溶质达饱和时，Γ达到极大值。( ) 正确答案：错 反馈：Γ值达最大值时，溶质浓度达到ＣＭＣ，而没有饱和。 9、由于溶质在溶液的表面产生吸附，所以溶质在溶液表面的浓度大于它在溶液内部的浓度。( ) 正确答案：错 反馈：产生负吸附时，恰好相反。 10、表面活性物质是指那些加入到溶液中，可以降低溶液表面张力的物质。( ) 正确答案：错 反馈：应该是“少量溶质即可显著降低溶液的表面张力”。 11、溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。( ) 正确答案：错 反馈：热力学上是不稳定的 12、溶胶与真溶液一样是均相系统。( ) 正确答案：错 反馈：溶胶是多相体系
第八章表面现象和分散系统 一、填空题 1、半径为r的球形肥皂泡内的附加压力是。 2、液滴的半径越小，饱和蒸气压越，液体中的气泡半径越小，气泡内液体的饱和蒸 压越。 3、憎液固体，其表面不能被液体所润湿，其相应的接触角θ 90°。 4、相同温度下，同一液体，随表面曲率半径不同具有不同的饱和蒸气压，若以P 平、P 凹 、P 凸 分别表示 平面、曲面、凸面液体上的饱和蒸气压，则三者的关系是。 5、加入表面活性剂，使液体的表面张力，表面活性剂在溶液表面的浓度一定 它在体相的浓度。 6、润湿液体在毛细管中上升的高度与毛细管内径成关系，与液体的表面张力成 关系。 7、温度升高时，纯液体的表面张力。 8、氢氧化铁溶胶显色，胶粒直径的大小在 m之间。由于氢氧化铁溶胶胶粒带 电荷，所以通过直流电时，在附近颜色逐渐变深。 9、丁达尔效应是光所引起的，其强度与入射光波长的次方成比例。 10、乳状液的类型可以分为和两类，亲水性固体粉末和憎水性固体粉末可以分别作为 型和型乳状液的乳化剂。 11、在讨论固体对气体等温吸附的兰格谬尔理论中，最重要的基本假设为：吸附是层的。 12、表面活性物质在结构上的特点是同时具有基和基。 13、KI与过量的AgNO 3形成溶胶，该溶胶电泳时胶粒向移动；在KCl、K 2 C 2 O 4 、 K 3Fe（CN） 6 三种电解质中，对该溶胶聚沉能力最大的是。 二、单选题 1、氧气在某固体表面的吸附，温度在400K时进行的速度较慢，在305K时更慢，该吸附过 程主要是（） A.物理吸附 B.化学吸附 C.不能确定 D.物理吸附与化学吸附同时发生 2、在三通活塞两端涂上肥皂液，关闭右端，在左端吹一大泡，关闭左端，在右端吹一小泡， 然后打开活塞使左右端相通，将会出现什么现象。（） A.大泡变小，小泡变大 B.小泡变小，大泡变大 C.两泡大小保持不变 D.不能确定 3、晶体物质的溶解度和熔点与其颗粒半径的关系是（） A.半径越小，溶解度越小，熔点越低 B.半径越小，溶解度越大，熔点越低 C.半径越小，溶解度越大，熔点越高 D.半径越小，溶解度越小，熔点越高
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
第七章 表面现象 (Surface phenomena) 2．25℃下，将一半径为R = 2cm 的水珠分散为r = 10-4cm 的许多小水滴，问需要消耗多少功？体系的表面自由能增加若干？ 解：小水滴的个数331234381043 R R n r r ππ??===? ??? 增加表面积() 221212444481010410A n r R πππ--?=-=??-?＝32π， △G = σ△A ＝71.76×10-3×32π＝7.21 J 3．25℃下，在水面下有一半径为5×10-3mm 的气泡，求气泡内气体的压力（大气压力为101.3kPa ）不考虑水的静压力。 解：kPa p p p kPa r p s s 1303.1017.287.2810 51076.7122063 =+=+==???==--σ 5．用气泡压力法测定某液体（密度为1.6 g ·ml -1）的表面张力时，最大气泡压力为207 Pa ，毛细管半径为1mm ，管端在液面下1cm ，求该液体的表面张力。 解：s s p p p gh p ρ?=+=+水， ()()3231207 1.6109.810100.0251222 s p gh r p r N m ρσ----?????-==== 。 6．用气泡压力法测定20℃时浓度为0.1mol ·L -1丁醇的表面张力，实验测得U 型水压计的最大压力差△p 为4.30cm 。若用同一毛细管来测定20℃的水，其压力差为5.58cm ，试求丁醇的溶液的表面张力。 解：2pr σ?=，故p p σσ?=?丁醇丁醇水水，314.3072.53100.05595.58 p N m p σσ--?==?=? 丁醇丁醇水水。 8.根据开尔文方程 kPa P P P RT M r P P 89.224.133.224.1214.0100.1293314.810181051053.7222ln *3 3 93*=?===????????=?=---ρσ
一、选择题 1. 在蒸馏实验中，常在液体中投入一些沸石或一端封口的毛细管等多孔性 物质，这样做是为了破坏哪一个亚稳状态？( C ) （A）过饱和溶液（B）过冷液体 （C）过热液体（D）过饱和蒸气 2. 外加直流电于胶体溶液，向电极作电极移动的是( B ) （A）胶核（B）胶粒（C）胶团（D）紧密层 3 下列物体为非胶体的是（D ） （A）灭火泡沫（B）珍珠（C）雾（D）空气 4在晴朗的白昼天空呈蔚蓝色是因为（B ） （A）蓝光波长短，透射作用显著（B）蓝光波长短，散射作用显著 （C）红光波长长，透射作用显著（D）红光波长长，散射作用显著 5 日出或者日落的时候，太阳成鲜红色的原因（D ） （A）蓝光波长短，透射作用显著（B）蓝光波长短，散射作用显著 （C）红光波长长，透射作用显著（D）红光波长长，散射作用显著 6 丁达尔现象的发生，表明了光的（ A ） （A）散射（B）反射（C）折射（D）透射 7. 在分析化学上有两种利用光学性质测定胶体溶液的仪器，一是比色计，另一个是比浊计，分别观察的是胶体溶液的（ D ） (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 8 明矾静水的主要原理是（ B ） (A)电解质对溶胶的稳定作用 (B)溶胶的相互聚沉作用 (C)对电解质的敏化作用 (D)电解质的对抗作用 9 由等体积的1mol/dm3KI溶液与0.8mol/dm3AgNO 3 溶液制备的AgI溶胶分别加入下列电解质时，其聚沉能力最强的是（ D ） (A)K 3[Fe(CN) 6 ] (B)NaNO 3 (C)MgSO 4 (D)FeCl 3 10一定量的以KCl为稳定剂的AgCl溶胶中加入电解质使其聚沉，下列电解质的用量由小到大的顺序正确的是（ A ）
八章 首 页 难题解析 学生自测题 学生自测答案 难题解析 [TOP] 例8-1 金溶胶浓度为2 g ?dm -3 ,介质粘度为0.00l Pa ?s 。已知胶粒半径为1.3 nm ，金的密度为19.3?103 kg ?m -3 。计算金溶胶在25?C 时(1) 扩散系数,(2)布朗运动移动0.5 mm 需多少时间,(3) 渗透压。 解 (1) 扩散系数按公式直接计算 12 10 9 23 s m 10 680110 310010π610 023615 2983148π61---??=??????= ? = ......r L RT D η (2) 根据布朗运动位移公式，s 74410 68012) 10 50(210 23 2 =???= = --..D x t (3) 将浓度2 g ?dm -3 转换为体积摩尔浓度， L r V W VM W V n c ρ3 π34? === -3 23 3 3 9m mol 01870010 023610319)10 31π(3 412 ?=?????? =-.... 渗透压为 ∏=cRT ＝0.01870?8.314?298.15=46.34 Pa 例8-2 试计算293K 时，粒子半径分别为r 1＝10-4 m ，r 2＝10-7 m ，r 3＝10-9 m 的某溶胶粒子下沉0.1 m 所需 的时间和粒子浓度降低一半的高度。已知分散介质的密度ρ0＝103 kg·m -3，粒子的密度ρ＝2?103 kg ·m -3 ，溶液的粘度为η＝0.001 Pa ?s 。 解 将r 1＝10-4 m 代入重力沉降速度公式和沉降平衡公式， 001 098 910)12()10 (29)(2103 24 02 ..g r t .???-??= -= -η ρρ 解得t =4.59 s )()(π3 4ln 1203 1 2h h gL r c c RT --- =ρρ代入数据， ) 0(10 02368910)12()10 π(3 42 1ln 293314823 3 3 4-?????-- =??-h ... 解得h =6.83?10-14 m 同理可求得r 2＝10-7 m, r 3＝10-9 m 的结果见下：
第9章 表面现象与分散系统自测题 1．如图所示，该U 型管的粗、细两管的半径分别为0.05cm 和0.01 cm 。若将密度ρ＝0.80 g ?cm -3的液体注人U 型管中，测得细管液面比粗管的液面高h ?＝2.2 cm ，利用上述数据便可求得该液体的表面张力l γ＝( ).设该液体与管壁能很好润湿，即θ＝0°。 A 、5.20×10-3 N ?m -1； B 、10.79×10-3 N ?m -1； C 、12 .82×10-3N ?m -1； D 、因数据不足，无法计算。. 2．在100℃，大气压力为101.325 kPa 下的纯水中，如有一个半径为r 的蒸气泡，则该蒸气 泡内的水的饱和蒸气压r p ( )大气压力0p ；若不考重力的作用，则该蒸气泡受到的压力为( )。 ( ) A 、大于；0p (大气压力)－p ?(附加压力)； B 、大于；0p ＋p ?； C 、小于；0p －p ?； D 、小于；0p ＋p ?。 3．在T ，p 一定下，将一体积为V 的大水滴分散为若干小水滴后，在下列性质中，认为基本不发生变化的性质为( )。 A 、表面能； B 、表面张力； C 、弯曲液面下的附加压力； D 、饱和蒸气压。 4．在室温、大气压力下，用同一支滴管分别滴下同体积的纯水和稀的表面活性剂水溶液(其密度可视为与纯水相同)则水的滴数1n 与稀表面活性剂溶液的滴数2n 之比，即12/n n ( )。 A 、大于1； B 、小于1； C 、等于1； D 、无法比较。 5．已知在25℃下，水与汞、乙醚与汞和乙醚与水的界面张力γ(H 2O/Hg)，γ{(C 2H 5)2O/Hg }和γ{(C 2H 5)2O/H 2O }分别为375，379和10.7 mN ?m -1，则当水滴在乙醚与汞的界面上时的铺展系数S ＝( )mN ?m -1。 A 、743.3×10-3； B 、6 .7×10-3； C 、14.7×10-3； D 、-6.0×10-3。 6．在一定T ，P 下，无论何种气体在固体表面上的吸附过程的熵变一定是( )，而焓变H ?也一定是( )。 A 、大于零； B 、等于零； C 、小于零； D 、无法判定。 7．朗格缪尔所提出的吸附理论及所推导出吸附等温式( )。 A 、只能用于化学吸附； B 、只能用物理吸附； C 、适用于单分子层吸附； D 、适用于任何物理吸附和化学吸附。 8．在恒T ，p 下，于纯水中加入少量表面活性剂时，则表面活性剂在表面层中的浓度( )其在本体中的浓度，此时溶液的表面张力( )纯水的表面张力。 A 、大于； B 、等于； C 、小于； D 、可能大于也可能小于 9．胶体系统的电泳现象说明( )。 A 、分散介质带电； B 、胶粒带有相当数量电荷； C 、胶体粒子处在等电状态； D 、分散介质是电中性的。 10．溶胶中的胶体粒子处在等电态，是指该胶粒处在( )的状态。 A 、热力学电势为零； B 、斯特恩电势为零； C 、ξ电势为零； D 、无法判断的状态。 11．制备BaSO 4溶胶时，是用Na 2SO 4作为稳定剂，则BaSO 4溶胶的胶团结构为( )。
第十三章胶体分散体系和大分子溶液 返回上一页 1. 在碱性溶液中用HCHO还原HAuCl4以制备金溶胶,反应可表示为 HAuCl4 +5NaOH ---> NaAuO2+4NaCl+3H2O 2NaAuO2 +3HCHO +NaOH ---> 2Au+3HCOONa+2H2O 此处NaAuO2是稳定剂,试写出胶团结构式. 2. 在三个烧瓶中分别盛0.02 dm3的Fe(OH3溶胶分别加入NaCl,Na2SO4和 Na3PO4溶液使其聚沉,至少需加电解质的数量为 (11 mol·dm-3的NaCl 0.021 dm3, (2 0.005 mol·dm-3的Na2SO4 0.125 dm3, (3 0.0033 mol·dm-3的Na3PO4 0.0074 dm3, 试计算各电解质的聚沉值和它们的聚沉能力之比,从而可判断胶粒带什么电荷. 3. 设有一聚合物样品,其中摩尔质量为10.0 kg/mol的分子有10 mol,摩尔质量为100 kg/mol的分子有5 mol,试分别计算各种平均相对分子量Mn,Mw,Mz 和Mv (设a=0.6各为多少? 4. 蛋白质的数均摩尔质量约为40 kg/mol,试求在298K时,含量为0.01 kg·dm-3的蛋白质水溶液的冰点降低,蒸汽压降低和渗透压各为多少? 已知298 K时水的饱和蒸汽压为3167.7 Pa,Kf=1.86 K·kg/mol,ρ(H2O=1.0 kg·dm-3.
5. 在298K时,半透膜两边,一边放浓度为0.1 mol·dm-3的大分子有机物RCl, RCl能全部电离,但R+不能透过半透膜;另一边放浓度为0.5 mol·dm-3的NaCl,计算膜两边平衡后,各种离子的浓度和渗透压. 6. 有某一元大分子有机酸HR在水中能完全电离,现将1.3×kg该酸溶在0.1 dm3很稀的HCl水溶液中,并装入火棉胶口袋,将口袋浸入0.1 dm3的纯水中,在298 K时达成平衡,测得膜外水的pH为3.26,膜电势为34.9 mV,假定溶液为理想溶液,试求: (1 膜内溶液的pH值. (2 该有机酸的相对分子量.
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
第八章表面现象测试 一、单项选择题(每题2分,共20题) 1、高分散度固体表面吸附气体后，可使固体表面的吉布斯函数：（）。 A、降低； B、增加； C、不改变。 2、有一露于空气中的球形液膜，若其直径为 0.2 cm，表面张力 为 0.7 N/m，则该液膜所受的附加压力为： A、1.4 kPa B、2.8 kPa C、5.6 kPa D、8.4 kPa 3、液体在毛细管中上升的高度与下列那一个因素无关： A、温度 B、液体密度 C、重力加速度 D、大气压力 4、根据生产或生活的需要，有时需要破坏亚稳状态，下列措施中与破坏亚稳状态无关的是 A、在蒸馏时于液体中加入沸石或一端封闭的毛细玻璃管 B、由飞机从高空中喷撒微小AgI颗粒进行人工降雨
C、农药中加入表面活性剂 D、结晶操作中延长陈化时间 5、在等温下，同组成的两个大小不同的液球的饱和蒸气压p 1 (大球) 和 p 2 (小球）存在：（）。 A、p 1〉 p 2 B、p 1 = p 2 C、p 1〈 p 2 D、不能确定 6、附加压力产生的原因是：（）。 A、由于存在表面； B、由于在表面上存在表面张力σ； C、由于表面张力σ的存在，在弯曲表面两边压力不同； D、难于确定。 7、ＢＥＴ三常数公式克描述为：（）。 A、五类吸附等温线； B、三类吸附等温线； C、两类吸附等温线； D、化学吸附等温线。 8、微小颗粒物质的熔点T f ’与同组成大块物质的熔点T f 的关系是： （）。 A、T f ’ > T f B、T f ’ = T f
C、T f ’ < T f D、不能确定。 9、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 10、已知 293 K 时，水-辛醇的界面张力为 0.009 N/m，水-汞的界面张力为 0.375 N/m，汞-辛醇的界面张力为 0.348 N/m，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 11、在一支水平放置的洁净的玻璃毛细管中有一可自由移动的水柱，今在水柱右端微微加热，则毛细管内的水柱将（）。 A、向右移动； B、向左移动； C、不移动。 12、在影响物质表面张力的因素中，下面哪一个说法是不对的？ A、与压力有关 B、与相接触的另一相物质的性质有关 C、与温度有关
胶体分散体系与大分子溶液 7201 对于 AgI 的水溶胶，当以 KI 为稳定剂时，其结构式可以写成 ： [(AgI)m ·n I -,(n -x )K +]x -·x K +，则被称为胶粒的是指： ( ) (A) (AgI)m ·n I - (B) (AgI)m (C) [(AgI)m ·n I -,(n -x )K +]x -·x K + (D) [(AgI)m ·n I -,(n -x )K +]x - 7202 溶胶（憎液溶胶）在热力学上是： ( ) (A) 不稳定、可逆的体系 (B) 不稳定、不可逆体系 (C) 稳定、可逆体系 (D) 稳定、不可逆体系 7203 憎液溶胶在热力学上是______________稳定的、不可逆 ____________________________体系。 7205 在稀的砷酸溶液中，通入 H 2S 以制备硫化砷溶胶 (As 2S 3)，该溶胶的稳定剂是 H 2S ，则其胶团结构式是： ( ) (A) [(As 2S 3)m ·n H +,(n -x )HS -]x -·x HS - (B) [(As 2S 3)m ·n HS -,(n -x )H +]x -·x H + (C) [(As 2S 3)m ·n H +,(n -x )HS -]x -·x HS - (D) [(As 2S 3)m ·n HS -,(n -x )H +]x -·x H + 7206 溶胶与大分子溶液的相同点是： ( ) (A) 是热力学稳定体系 (B) 是热力学不稳定体系 (C) 是动力学稳定体系 (D) 是动力学不稳定体系 7208用 NH 4VO 3和浓 HCl 作用，可制得稳定的 V 2O 5溶胶，其胶团结构是： 。[(V 2O 5)m ·n VO 3-,(n -x )NH 4+]x -·x NH 4+ 7210 乳状液、泡沫、悬浮液等作为胶体化学研究的对象, 一般地说是因为它们： ( ) (A) 具有胶体所特有的分散性、不均匀性和聚结不稳定性 (B) 具有胶体的分散性和不均匀性 (C) 具有胶体的分散性和聚结不稳定性 (D) 具有胶体的不均匀(多相)性和聚结不稳定性 7211 下列物系中为非胶体的是： ( ) (A) 灭火泡沫 (B) 珍珠 (C) 雾 (D) 空气 7212 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 7213 只有典型的憎液溶胶才能全面地表现出胶体的三个基本特性, 但有时把大分子溶液 也作为胶体化学研究的内容, 一般地说是因为它们： ( ) (A) 具有胶体所特有的分散性,不均匀(多相)性和聚结不稳定性 (B) 具有胶体所特有的分散性 (C) 具有胶体的不均匀(多相)性 (D) 具有胶体的聚结不稳定性 7215 溶胶是热力学_______体系, 动力学________体系; 而大分子溶液是热力学________ 体系, 动力学_______体系。不稳定, 稳定; 稳定, 稳定。 7216 对于分散体系, 如果按照粒子的大小来区分, 当粒子半径为__________时, 称为分子
第八章 表面现象与分散体系 一、填空题 1、r p /4θ=? 2、大；越小 3、大于 4、凹平凸〉〉p p p 5、降低；大于 6、反比；正比 7、减小 8、红；１０ －９ －１０ －７ ；正；负极 9、散射作用；４；反 10、+-+-?-??xK K x n nI AgI x m ])()[(1 33])()[(-+-+?-??xNO NO x n nAg AgI x m 11、单分子 12、亲水；亲油 13、负（阴）极；Ｋ３Ｆｅ（ＣＮ）６ 二、单选题 三、多选题
四、简答题 1、油与水是互不相溶的，当两者互相剧烈振荡时，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，便自动分层。 2、若无碎磁片或沸石，则液体内部不易形成新相（气相）。因在形成新相的刹那间，该新气泡相的凹形表面的曲率很大，根据开尔文公式，P r>>P*,这样该微小的气泡便自发消失，因此体系便不能在正常情况沸腾，升高温度成为局部过热的介稳状态，而导致暴沸。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>>P*，因此便容易沸腾，又因在沸石内部吸附的空气，也因受热而脱附，成为形成气泡的气核，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成为过热，P r>>P*；便成为微泡使沸石跳动，结果便成为一新气泡上升。 3、任何物质的饱和溶液，当其中存在着不同大小以及甚微小的被溶解物质的平衡晶态物质，实际上这些不同大小的同种晶态物质的溶解度是不同的，其溶解度C r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、小晶便逐渐消失，而大块晶体却逐渐增大。 4、因水与玻璃的接触角小于90°，又水的表面为负的附加压力，这样就使水在玻璃管中成为凹面，而水银与玻璃的接触角为大于90°，再加上水银表面的附加压力为正值，因而水银在玻璃管内呈凸形液面。 5、由于表面活性剂在亲水表面上定向排列，能在表面上铺盖一层憎水基向外的表面活性剂，这样就使固体表面形成一层憎水层，从而改变了固体表面的结构与性质，使其具有憎水性。 6、对于纯液体或纯气体，其n1 =n2，便应无散射现象，但实际上它们都有微弱的乳光，这是由于密度的涨落致使其折射率也有变化而引起的。一般溶液的散射光是很微弱的，由于一般的分子，其溶液的分子体积很小，因而乳光很微弱，远不如溶液明显。因此丁达尔效应便能成为辨别溶胶与其它溶液的简便方法。 7、由于溶胶的布朗运动以及扩散作用，更由于胶粒表面的双电层结构及粒子溶剂化膜造成溶胶的动力学稳定性。但由于溶胶是高度分散的非均相体系，具有很大的表面自由能，因此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。 8、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。 1mol·dm-3KCl溶液：1?2.1?1000/（20+2.1）=95.02m·mol·dm-3
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）。