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
16.对于亲水性固体表面,其表面张力间的关系是:
(A) g固-水 >g固-空气
(B) g固-水 (C) g固-水 =g固-空气 (D) 不能确定 其液固间的接触角q值为: (A) q> 90° (B) q= 90° (C) q= 180° (D) q< 90° 17. Langmuir吸附等温式一般可写成q= ap/(1+ap),若一个吸附质粒子在吸 附时解离成两个粒子,则Langmuir吸附等温式可写做: (A)q= 2ap/ (1 + 2ap) (B)q= a2p2/ (1 + a2p2) (C)q= a1/2p1/2/ (1 + a1/2p1/2) (D)q= 2ap/ (1 + ap) 18.除了被吸附气体的气压须适当之外,下列因素中哪个对气体在固体表面发生 多层吸附起主要影响? (A)气体须是理想气体 (B)固体表面要完全均匀 (C)气体温度须接近正常沸点 (D)固体应是多孔的 19.兰缪尔吸附等温式: (A)只适用于化学吸附 (B)只适用于物理吸附 (C)对单分子层的物理吸附及化学吸附均适用 (D)对单分子层和多分子层吸附均适用 20.描述固体对气体吸附的 BET公式是在 Langmuir理论的基础上发展而得的, 它与Langmuir理论的最主要区别是认为: (A)吸附是多分子层的 (B)吸附是单分子层的 (C)吸附作用是动态平衡 (D)固体的表面是均匀的 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。在该温度下,一个球形水滴的饱和蒸气压是相同温度平面水饱和蒸气压的 2倍,这个小水滴的半径是 ____________________。 5.凡能产生正吸附的物质,其表面超额为 ____值,溶液的表面张力随浓度的增加而 ________。 6.在 298 K时,正丁醇水溶液表面张力对正丁醇浓度作图,其斜率为-0.103 N·m-1·mol-1·kg,正丁醇在浓度为0.1 mol·kg-1时的表面超额G 为:。 7.表面活性剂的结构特征是。 8.从吸附的角度考虑催化剂的活性取决于 _____________,一个良好的催化剂应是 ___________。 9.一般说来,物理吸附的吸附量随温度增高而 ___________,化学吸附的吸附量随温度增高而 ____________。 10.气-固表面反应有两种反应历程,其中 Langmuir - Hinshelwood历程是研究反应, Langmuir - Rideal历程是研究反应。 三、问答题 1.若天空中小水滴要起变化,一定是其中的较大水滴先进行蒸发,水蒸气凝结在小水滴上,使大小不等的水滴趋于相等。这种说法对吗?为什么? 2.请在符合 Langmuir吸附等温式的前提下,从反应物和产物分子吸附性质,解释下列事实: (1)氨在钨丝表面的分解是零级反应 O在金表面的分解是一级反应 (2) N 2 四、计算题 1. 298 K时,水-空气的表面张力g= 0.07197 N·m-1, (?g/?T)p, A= -1.57×10-4N·m-1·K-1,试 计算 298 K,标准压力p$下,可逆地增大 2×10-4m2的表面积时,体系所做的功(假设只做表面功),体系的 D G,D H和 D S及体系所吸收的热量Q r。 2.在 373 K时,水的饱和蒸气压为 101.3 kPa,表面张力g为 0.0580 N·m-1,在373 K条件下,水中有一个含有 50个气态水分子的蒸气泡,试求泡内水的饱和蒸气压(373 K时,水的密度r = 0.950×103kg·m-3)。 习题2 一、选择题 1.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 2.在稀的砷酸溶液中,通入 H 2S以制备硫化砷溶胶 (As 2 S 3 ),该溶胶的稳定剂是 H 2 S,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+ 3.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 4.在晴朗的白昼,天空呈蔚蓝色的原因是: (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.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 6.对于电动电位的描述,不正确的是: (A)电动电位表示了胶粒溶剂化界面到溶液本体内的电位差 (B)电动电位的绝对值总是大于热力学电位 (C)电动电位值极易为少量外加电解质而变化 (D)当双电层被压缩到与溶剂化层(或紧密层)相合时,电动电位变为零 7.对于Gouy-Chapman提出的双电层模型,下列描述不正确的是: (A)由于静电吸引作用和热运动两种效应的综合,双电层由紧密层和扩散层组 成 (B)扩散层中离子的分布符合Boltzmann分布 (C)÷z÷≤÷f0÷ (D)z电势的数值可以大于f0 8. (1)f o的数值主要取决于溶液中与固体呈平衡的离子浓度 (2)z电势随溶剂化层中离子的浓度而改变,少量外加电解质对z电势的数值 会有显著的影响,可以使z电势降低,甚至反号 (3)少量外加电解质对f0并不产生显著影响 (4)利用双电层和z电势的概念,可以说明电动现象 上述对于stern双电层模型的表述,正确的是: (A) (1) (B) (3) (C) (2) (4) (D)都正确 9.对于 Al(OH) 3 溶胶,逐滴加入适量的盐酸稀溶液,溶胶产生的现象将是: (A)无明显现象 (B)溶胶先沉淀,然后逐渐溶解 (C)立即溶解 (D)产生沉淀,且不溶解 10.在 H 3AsO 3 的稀溶液中,通入过量的 H 2 S气体,生成 As 2 S 3 溶胶。用下列物质 聚沉,其聚沉值大小顺序是: (A) Al(NO 3) 3 > MgSO 4 > K 3 Fe(CN) 6 (B) K 3Fe(CN) 6 > MgSO 4 > Al(NO 3 ) 3 (C) MgSO 4> Al(NO 3 ) 3 > K 3 Fe(CN) 6 (D) MgSO 4> K 3 Fe(CN) 6 > Al(NO 3 ) 3 11.一个烧杯中,盛有某种溶胶 20×10-6m3,如使其聚沉,至少需浓度为1000 mol·m-3的NaCl溶液 20×10-6m3, 或浓度为1 mol·m-3的 Na 2SO 4 溶液100×10-6m3,由这些数据得出的结论是: (A)溶胶带正电,NaCl的聚沉值比 Na 2SO 4 的聚沉值小 (B)溶胶带负电,NaCl的聚沉值比 Na 2SO 4 的聚沉值大 (C)溶胶带正电,NaCl的聚沉值比 Na 2SO 4 的聚沉值大 (D)溶胶带正电,NaCl的聚沉能力比 Na 2SO 4 的聚沉能力强 12.对于带正电的Fe(OH) 3和带负电的Sb 2 S 3 溶胶体系的相互作用,下列说法正确 的是: (A)混合后一定发生聚沉 (B)混合后不可能聚沉 (C)聚沉与否取决于Fe和Sb结构是否相似 (D)聚沉与否取决于正、负电量是否接近或相等 13.用粘度法求出的相对分子质量称为: (A) 质均相对分子质量 (B) 数均相对分子质量 (C) 粘均相对分子质量 (D) Z均相对分子质量 14.在大分子溶液中加入大量的电解质,使其发生聚沉的现象称为盐析,产生盐析 的主要原因是: (A)电解质离子强烈的水化作用使大分子去水化 (B)降低了动电电位 (C)由于电解质的加入,使大分子溶液处于等电点 (D)动电电位的降低和去水化作用的综合效应 15.将大分子电解质 NaR的水溶液用半透膜和水隔开,达到 Donnan平衡时,膜 外水的pH值: (A)大于 7 (B)小于 7 (C)等于 7 (D)不能确定 二、填空题 1.憎液溶胶在热力学上是__________________________________________体 系。 2.用NH 4VO 3 和浓HCl作用,可制得稳定的V 2 O 5 溶胶,其胶团结构 是。 3.研究大分子化合物溶液的方法与研究溶胶的方法有许多相似之处,这是因为________________。 4.可以根据超显微镜视野中光点亮度的强弱来估计胶粒的___________________;观察一个小体积范围内粒子数的变化情况来了解溶胶的__________________;根据闪光现象可以大致判断胶粒的_________。 5.明矾净水的主要原理是溶胶的__________________作用。 6.墨汁是一种胶体分散体系,在制作时,往往要加入一定量的阿拉伯胶作稳定剂, 这主要是因为。 7.乳状液可分O/W型和W/O型。一般说来,若乳化剂是憎水性的,形成的是_______型乳状液; 若乳化剂是亲水性的,形成的是_________型乳状液。 8. 1909年,第一个人工合成的大分子化合物是______________________________。 9.按照聚合反应机理来分,聚合物可分为____________聚合物和____________聚合物两类。 10.根据凝胶中所含液体数量的多少,凝胶可分为_______________与______________两种。 三、问答题 1.新制备的溶胶为什么要进行净化?在溶胶净化的方法中,何谓渗析法? 2.分别说明憎液溶胶和大分子化合物溶液对外加电解质的敏感程度和所发生的作用。 四、计算题 1.某溶胶中粒子的平均直径为4.2 nm,设其粘度和纯水相同,为1×10-3kg·m-1·s-1, 试计算: (1) 298 K时,胶体的扩散系数D (2)在1 s时间里,由于布朗运动粒子沿x方向的平均位移() 2.由电泳实验测得Sb 2S 3 溶胶在电压为210 V,两极间距离为38.5 cm时,通电36 min12 s, 引起溶胶界面向正极移动3.2 cm,已知介质介电常数为8.89×10-9 F·m-1,h= 0.001 Pa·s, 计算此溶胶的电动电位。 3.某蛋白质由 5 mol的 A和 10 mol的 B组成, A的相对分子质量为30000, B的相对分子质量为 60000,试计算数均相对分子质量 n 和质均相对分子 质量 w 。 4.两个等体积的 0.200 mol·dm-3 NaCl水溶液被一半透膜隔开,将摩尔质量为 55.0 kg·mol-1的大分子化合物 Na 6 P 置于膜的左边,其浓度为 0.050 kg·dm-3,试求膜平衡时两边 Na+和 Cl-的浓度。 系 专业 班 学号 姓 名 ┉┉ ┉┉ ┉┉┉┉ ┉ ┉密┉ ┉ ┉┉┉┉┉┉┉ ┉封┉┉ ┉┉ ┉┉┉┉┉┉ 线 ┉┉┉┉ ┉┉┉┉ ┉ ┉ 乳化液的研究进展 摘要针对目前国内外乳化液在食品、化妆品、医药等各类生活用品的应用及发展论述。本文通过世界乳化液发展史,各类乳化液的作用延伸到现实生活中的应用,通过不同性质的物质经过实验加工合成各种各样对人们生产活动息息相关的乳化液。乳化液的应用主要体现在食品添加剂、化妆品的乳化理论与乳化技术上,都是通过人民生产生活对其的要求日益提高,乳化液相关工作人员不断改进乳化液的原料、生产合成工艺逐步完善乳化液的功能。得出了根据各种乳化液的HLB值不同、乳化液与分散相的亲和性、乳化液的配伍作用可以细分各类乳化液的相应及相对作用推广乳化液在各领域的使用。 关键字:乳化液,食品添加剂,化妆品,乳化液的HLB值 引言乳化液广泛应用于化工、食品、造纸、涂料、印染、纺织、环保、石油、医药、金属加工、石油产品、废水处理等各个领域。本文主要介绍乳化液的发展、制备、性质及应用,反映了乳化最新研究与应用成果,对乳化液的研究、开发和应用提供参考。 1.乳化液的乳化原理 乳化液作为一类食品添加剂,在食品工业中扮演着重要的角色,它是现代食品工业的重要组成部分,在食品工业中的需求量约占添加剂的50%[1]。基于其表面活性性质和与食品组分的相互作用,乳化液不仅在各种原料混合、融合等一系列加工过程中起乳化、分散、润滑和稳定等作用,而且还可以改进和提高食品的品质和稳定性。比如,它可以使食品舌感润滑、保持质感,还被用作蛋糕的起泡剂、豆腐的消泡剂等。在面包生产中,乳化液可以保护淀粉粒,防止老化,从而使面包食感得到改良,并在防氧化、抗菌和品质等方面得到改善。 乳化液是一种表面活性剂,既有亲水基团,又有亲油基团,两者分别处于两端,形成不对称的分子结构。可将两种不溶物质“吸附”在一起。乳化液是乳液的一种稳定剂,也是表面活性剂的一种。 乳化液可以分散在分散质的表面,形成薄膜或者是双电层,可以是分散相带有电荷,这样就可以阻止分散相的小液滴互相凝结,使形成的乳浊液比较稳定。例如,在农药的原药(固态)或原油(液态)中加入一定量的乳化液,再把它们溶解在有机溶剂里,混合均匀后可制成透明液体,叫乳油。常用的乳化液有肥皂、阿拉伯胶、烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠盐、羧酸盐、硫酸盐等。 1.1液体物料中的乳化原理 在两种不相混合的液体中(如油和水),乳化液分子能吸附于液体界面上,并定向排列,亲水基团指向水相,疏水基团指向油相,通过乳化液的“架桥”作用,使水和油两相紧密地融 合在一起。 1.2 固体物料中的乳化原理乳化液与食品中的蛋白质、淀粉、脂类作用,改善食品结构。碳 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 硕士研究生2010级《界面化学》模拟试卷 1.名词解释(闭卷) (1) 电渗;在外电场作用下,分散介质相对于静止的带电固体表面作定向运动。固体可以是毛细管或多孔性滤板。电渗是电泳的反现象。(课件第二讲第29张) (2) 滑动面;在外加电场作用下,带不同电荷的两相向相反方向运动,相对运动的边界称为滑动面。 在双电层内距表面某一距离△处,电泳时发生相对移动的边界面。该出点位英语溶液内部的电位差即为ζ电位。(课本P80,课件第三讲第15张) (3) 胶束或胶团;SAa在溶液中(超过一定浓度时)会从单体(单个或分子)缔合成为胶态聚集物,即形成胶团,此一定浓度称为临界胶团浓度(cmc)。(课件第十讲第43张) (4) Cloud点;非离子型表面活性剂的溶解度则往往会随温度上升而降低,升至一定温度时会出现浑浊,经放置或离心可得到两个液相。此温度被称为该表面活性剂的浊点(Cloud Point)。(课件第十讲第20张)(5) Kraft 点(克拉夫点);离子型表面活性剂的溶解度在温度上升到一定值时会陡然上升,此温度称做该表面活性剂的Krafft点。(课件第十讲第20张) (6)聚电解质;是一类在分子链上带有许多可解离基团的高聚物。其特点是高的分子量和高的电荷密度。(课本P543) (7)超低界面张力;现在一般把<10-2mN/m (有说10-3mN/m )的界面张力称为超低界面张力。(第七讲第八页) (8)毛细凝聚现象;所谓毛细凝聚现象是指液体蒸气在小于其饱和蒸气压时而在固体毛细中发生液化而吸附的现象。(第八讲第二十一页) (9)低能固体表面;低能表面指的是有机固体表面,如石蜡和高分子化合物。它们的表面自由能低于100 mJ/m2。(第九讲第三十六页) (10)润湿滞后;如果将粗糙表面倾斜,则在表面上的液滴会出现表观前进角和表观后退角不等的现象,而且前进角总是大于后退角,所谓接触角的滞后指的就是这种现象。(第九讲第二十三页) (11)Plateau 边界;多面体泡沫为保持其力学上的稳定,总是按一定的方式相交,例如三个气泡相交时互成 120°最为稳定,其交界处称为 Plateau边界,它在气泡之间的排液过程中起着渠道和储存器的作用。(第十一讲第九十四页) (12) 沉降电势(或沉降平衡);在外力作用下,带电胶粒作相对于液相运动时,两端产生的电势差为沉降电势(沉降电位),为电泳的逆过程。(第二讲第三十一页) (13) 双电层; 《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? 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。 实用文档 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。 3.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。 6. 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。 7.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。 9.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 一、凝胶 1.什么是凝胶?有何特征(两个不同)? 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,液体包在其中,随着凝胶的形成,体系不仅失去流动性,而且显示出固体的力学性质,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之间。 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,硫化橡胶在苯蒸气中的吸附则是从一开始即为多分子层吸附。这类凝胶的干胶在水中加热溶解后,在冷却过程中便胶凝成凝胶。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自身体积变化很小,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中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。 4.凝胶形成的方法有哪几种? 改变温度转换溶剂加电解质进行化学反应 5.凝胶的结构分为哪4种类型? A 球形质点相互联结,由质点联成的链排成三维的网架Ti02、Si02等凝胶。 B 棒状或片状质点搭成网架,如V205凝胶、白土凝胶等。 C 线型大分子构成的凝胶,在骨架中一部分分子链有序排列,构成微晶区,如明胶凝胶、棉花纤维等。 D 线型大分子因化学交联而形成凝胶,如硫化橡胶以及含有微量:二乙烯苯的聚苯乙烯都属于此种情形。 1 / 4 一、江河入海口为什么容易形成三角洲?答:河流本身携带的泥沙以胶体形式存在,由于入海口处海水中含氯化钠等电解质,使得胶体溶液发生聚沉,泥沙沉淀,根据流体动力学,流体与限制面接触(粗糙接触面)时,流体的流动易形成漩涡,导致沉淀下来的泥沙不易停在河底,而河中央则以层流为主,易于使泥沙堆积,从而形成三角洲。 二、天空为什么会下雨?向高空抛撒粉剂为什么能人工降雨?其依据原理是什么? 雨来自空中的云,空中的云其实就是水的凝结物,它来自地球表面的水汽蒸发,水汽向高空遇冷凝结成小水滴。当云中的水滴达到一定程度,也就是不能被上升的气流顶托住的时候,水滴(也可能是冰滴、雪花)就会落到地面上,即是我们所见的雨(雹、雪)。 云是由水汽凝结而成;而云的厚度以及高度通常由云中水汽含量的多少以及凝结核的数量、云内的温度所决定。一般来说,云中的水汽胶性状态比较稳定,不易产生降水,而人工增雨就是要破坏这种胶性稳定状态。通常的人工降雨就是通过一定的手段在云雾厚度比较大的中低云系中播散催化剂(碘化银)从而达到降雨目的。一是增加云中的凝结核数量,有利水汽粒子的碰并增大;二是改变云中的温度,有利扰动并产生对流。而云中的扰动及对流的产生,将更加有利于水汽的碰并增大,当空气中的上升气流 承受不住水汽粒子的飘浮时,便产生了降雨。 三、活性炭为什么能做防毒面具和冰箱除臭剂? 活性炭是一种非常优良的吸附剂,它是利用木炭、各种果壳和优质煤等作为原料,通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。 活性炭具有一种强烈的“物理吸附”和“化学吸附”的作用,可将某些有机化合物吸附而达到去除效果,利用这个原理,我们就能很快而有效地去除空气中的有毒物质和冰箱里的异味。 四、为什么在参观面粉厂时不能穿带铁钉的鞋? 2 / 4 在面粉厂,因为细小的面粉悬浮在空中,形成巨大的表面,有着巨大的表面能。穿带铁钉的鞋容易摩擦出火星,一个小小的火星,会加速面粉表面上发生的氧化反应,反应中放出的热量又加速了其它颗粒表面的氧化反应,因此,引起爆炸! 五、土壤为什么能将水保存起来,而通过锄地可以减少土壤里水分的挥发? 土壤中有毛细管,靠毛细管的吸引力可以存一定量的水分,叫毛管水。土壤颗粒表面会吸持水分,叫吸着水,土壤颗粒对水分的吸力非常大,相当于10000个大气压。吸着水外表面还有薄膜水,土壤颗粒对薄膜水的吸力相当于31~6.25个大气压。此外土壤胶体双电层中带电离子以及带电的固体表面静电引力与水分子作 用所引起的,这种引力把偶极体水分子吸引到土粒表面上,吸附 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,固体冰与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液的表面张力就是 B液的一半,其密度就是 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就是: (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)微小晶体的饱与蒸气压大 (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 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+; 天津工业大学2011-2012学年第一学期应化、化工《胶体与界面化学》课程期末试卷(A卷) 一、选择题(25分) 1. 空气中直径0.01m的球形肥皂泡(表面张力为0.025N/m)所受附加压力为( D ) (A) 2.5Pa (B) 5Pa (C) 10Pa (D) 20Pa 2. 液体在毛细管中上升的高度正比于( C )。 (A) 温度 (B) 液体密度 (C) 附加压力 (D) 管的半径 3. 在相同温度下,同一液体被分散成有不同曲率半径的分散体系时,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,则三者的关系是( B ) (A) P平>P凹>P凸 (B) P凸>P平>P凹 (C) P凹>P平>P凸 (D) P凸>P凹>P平 4. 用最大气泡法测定溶液表面张力,对实际操作的规定哪条不正确?( D ) (A) 毛细管必须严格清洗保证干净 (B) 毛细管口必须平整 (C) 毛细管应垂直放置并刚好与液面相切 (D) 毛细管垂直深深插入液体内部,每次浸入浓度尽是保持不变 5. 表面活性剂是针对某种特定的液体或溶液而言的,表面活性剂的实质性作用是 ( C ) (A)乳化作用(B)增溶作用 (C)降低表面张力(D)增加表面张力 6. 电动现象产生的基本原因是( D ) (A)外电场或外压力的作用 (B)电解质离子的作用 (C)分散相粒子或多孔固体的比表面能高 (D)固体粒子或多孔固体表面与液相界面间存在扩散双电层结构 7. 区别溶胶与真溶液和悬浮液最简单而灵敏的方法是( C ) (A)乳光计测定粒子浓度(B)超显微镜测定粒子大小 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 一、凝胶 1.什么是凝胶有何特征(两个不同) 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,液体包在其中,随着凝胶的形成,体系不仅失去流动性,而且显示出固体的力学性质,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之间。 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,硫化橡胶在苯蒸气中的吸附则是从一开始即为多分子层吸附。这类凝胶的干胶在水中加热溶解后,在冷却过程中便胶凝成凝胶。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自身体积变化很小,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中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 天津工业大学2011-2012学年第一学期 应化、化工《胶体与界面化学》课程期末试卷(A卷) 班级___________姓名__________ 学号____________ 一、选择题(25分) 1. 空气中直径0.01m的球形肥皂泡(表面张力为0.025N/m)所受附加压力为( D ) (A) 2.5Pa (B) 5Pa (C) 10Pa (D) 20Pa 2. 液体在毛细管中上升的高度正比于(C )。 (A) 温度(B) 液体密度(C) 附加压力(D) 管的半径 3. 在相同温度下,同一液体被分散成有不同曲率半径的分散体系时,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,则三者的关系是( B ) (A) P平>P凹>P凸(B) P凸>P平>P凹 (C) P凹>P平>P凸(D) P凸>P凹>P平 4. 用最大气泡法测定溶液表面张力,对实际操作的规定哪条不正确?(D ) (A) 毛细管必须严格清洗保证干净 (B) 毛细管口必须平整 (C) 毛细管应垂直放置并刚好与液面相切 (D) 毛细管垂直深深插入液体内部,每次浸入浓度尽是保持不变 5. 表面活性剂是针对某种特定的液体或溶液而言的,表面活性剂的实质性作 用是(C) (A)乳化作用(B)增溶作用 (C)降低表面张力(D)增加表面张力 6. 电动现象产生的基本原因是(D) (A)外电场或外压力的作用 (B)电解质离子的作用 (C)分散相粒子或多孔固体的比表面能高 (D)固体粒子或多孔固体表面与液相界面间存在扩散双电层结构 7. 区别溶胶与真溶液和悬浮液最简单而灵敏的方法是(C ) (A)乳光计测定粒子浓度(B)超显微镜测定粒子大小 (C)观察丁达尔效应(D)测定ζ电势 8. 江、河水中含的泥沙悬浮物在出海口附近都会沉淀下来,原因有多种,其 中与胶体化学有关的是( B ) (A)乳化作用(B)电解质聚沉作用 (C)溶胶互沉作用(D)破乳作用 9.雾属于分散体系,其分散介质是(A) (A)气体;(B)液体;(C)固体;(D)气体或固体。 10. 溶胶的基本特性之一是( C ) (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。 11. 一个玻璃毛细管分别插入25℃和75℃的水中,则毛细管中的水在两不同温度水中上升的高度( C ) (A) 相同;(B) 无法确定; (C) 25℃水中高于75℃水中;(D) 75℃水中高于25℃水中。 12. 在一个密闭的容器中,有大小不同的两个水珠,长期放置后,会发生( A ) (A) 大水珠变大,小水珠变小(B) 大水珠变大,小水珠变大(C) 大水珠变小,小水珠变大(D) 大水珠,小水珠均变小 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。 3.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。 6. 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。 7.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。 9.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 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: ( ) 胶体与界面化学a答案精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】 天津工业大学2011-2012学年第一学期应化、化工《胶体与界面化学》课程期末试卷(A卷) 一、选择题(25分) 1. 空气中直径0.01m的球形肥皂泡(表面张力为0.025N/m)所受附加压力为( D ) (A) 2.5Pa (B) 5Pa (C) 10Pa (D) 20Pa 2. 液体在毛细管中上升的高度正比于( C )。 (A) 温度 (B) 液体密度 (C) 附加压力 (D) 管的半径 3. 在相同温度下,同一液体被分散成有不同曲率半径的分散体系时,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,则三者的关系是( B ) (A) P平>P凹>P凸 (B) P凸>P平>P凹 (C) P凹>P平>P凸 (D) P凸>P凹>P平 4. 用最大气泡法测定溶液表面张力,对实际操作的规定哪条不正确?( D ) (A) 毛细管必须严格清洗保证干净 (B) 毛细管口必须平整 (C) 毛细管应垂直放置并刚好与液面相切 (D) 毛细管垂直深深插入液体内部,每次浸入浓度尽是保持不变 5. 表面活性剂是针对某种特定的液体或溶液而言的,表面活性剂的实质性作用是 ( C ) (A)乳化作用(B)增溶作用 (C)降低表面张力(D)增加表面张力 6. 电动现象产生的基本原因是( D ) (A)外电场或外压力的作用 (B)电解质离子的作用 (C)分散相粒子或多孔固体的比表面能高 (D)固体粒子或多孔固体表面与液相界面间存在扩散双电层结构 7. 区别溶胶与真溶液和悬浮液最简单而灵敏的方法是( C ) (A)乳光计测定粒子浓度(B)超显微镜测定粒子大小 (C)观察丁达尔效应(D)测定ζ电势 第一讲习题 1.若将一个立方体分成1000个小立方体,问:(a)小立方体的面积比原来立方体小几倍? (b)细分的小立方体的总面积比原来大多少倍? 2.当金溶胶粒子都是半径为0.02μm的球,密度为19.3时,问:(a)0.1克金能生成多少个胶体粒子?(b)试求胶体粒子的表面积;(c)是0.1克的颗粒子表面积的多少倍?3.已知20°C时甲醇的表面张力为22.6 dyn?cm-1,(dσ/dT)为-0.096 dyn?cm-1?K-1,试计算表面熵、总表面能和表面自由能。 4.水的表面张力与温度关系为σ/mN?m-1 = 75.64-0.14×t/°C,计算水在298.16K时的G S、S S与 H S。 5.某细粉固体的比表面为200m2?g-1,在表面上已覆盖一薄层水,现浸入同温度 (25°C) 的水中,可有热量释出,试计算10g固体粉末所释出的热量;问能否通过热量的测定来测定固体粉末的表面积? 第二讲习题 6. 100°C的纯水中仅有一直径为10-3 mm,在沸腾前过热的温度可达几度? 7. 25°C时某NaCl细粉的比表面为43.5m2?g-1,测得它在乙醇中的过饱和度为6.71%,已知ρ= 2.17×103 kg?m-3。 (a).设粒子为均匀圆球,求NaCl粒子的半径; (b).求NaCl-乙醇的界面张力(注意:NaCl可离解为Na+离子与Cl-离子)。 8.试计算水在半径为1微米的毛细管中的蒸汽压(假设接触角为零)。请将所得结果与25°C 的正常值比较,并以百分变化表示之。 9.设某一水溶液的表面张力值随浓度的变化关系可以公式σ = 72-500c代表(若c<0.05M)。 计算公式Γ2(1) = Kc中的常数K,即溶质表面过剩随浓度而变的比例常数,温度是25°C。10. 25°C时乙醇水溶液的表面张力与溶液浓度c(单位为mol?L-1)的关系为σ = 72-0.5c+0.2c2(mN?m-1)。求c=0.5时的σ,Γ21和Γ12。 第三讲习题 11.半径为0.1mm的毛细管垂直插入油-水二液层中,设油与水的密度分别为0.8g?cm-3与1.00 g?cm-3,玻璃-水-油的接触角为40°,水相的液面上升高度(h)为4.00cm,计算此油-水的界面张力。 12.测定毛细管上升高度时必须校正粗管内得液面上升。设测定的水,温度为20°C,所用粗管半径分别为 1.6cm和 2.7cm,试计算粗管内水的毛细管上升高度。若垂高计的精度为 0.001mm,问粗管的半径至少应为何值时,始能在毛细管上升法中忽略粗管的毛细管上升。界面与胶体化学试卷A
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