胶体化学考试题(7页).doc

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1、-胶体化学考试题-第 7 页名词解释表面过剩：表面相与体相的浓度差。液体表面能：恒温恒压下，可逆地增加单位表面积，环境对体系所做的功，单位Jm-2。液体表面张力：沿液体表面，垂直作用于单位长度上的收缩力，单位Nm-1（或mNm-1）。接触角：三相交界点处，从固液界面经过液体内部与气液切线之间的夹角。固体表面张力：新产生的两个固体表面的表面应力之和的一半叫表面张力。表面电势：带电质点的表面与液体内部的电位差。电动电势：固液两相发生相对运动的界面与液体内部的电位差，称电动电势或电势。*电泳：在电场作用下，带电的溶胶粒子向作与自己电荷相反的电极方向迁移，对液相作相对运动。*Stern双电层模型：以被

2、吸附的水化离子中心连成的面称为Stern面，从固体表面到Stern面之间的吸附层被称为Stern层聚沉：胶粒聚集变大而沉淀的过程，与沉淀反应不同，因聚沉电解质的量远少于沉淀量，其间不存在当量关系。老化：由于小颗粒具有大的溶解度，静止时，溶液中的小颗粒溶解，大颗粒长大，直到形成分散度较单一的大颗粒，这一过程称为老化。*表面活性剂：很少加量即能显著降低水溶液表面张力的物质。表面活性物质：能降低水溶液表面张力的物质。微乳液：两种互不相溶液体在表面活性剂界面膜作用下形成的热力学稳定的、各向同性的、低粘度的、透明的均相的分散体系。泡沫：气体分散在液体中的分散系，气体是分散相，液体是分散介质。絮凝：在溶胶

3、或悬浮液内加入极少量的可溶性高分子化合物，导致溶胶迅速沉淀为疏松棉絮状的现象凝胶：在适当的条件下，溶胶或高分子溶液中的分散颗粒相互联接成为网状结构，分散介质充满网络之中，体系成为失去流动性的半固体状态的胶冻，处于这种状态的物质称为凝胶。临界胶团浓度：表面活性剂溶液性质发生突变的浓度。加溶作用：表面活性剂在水溶液中形成胶束后，能够使原来不溶或微溶于水的物质溶解度显著增加。Laplace方程：三种特殊情况下的表达式：1、曲面为球面，则R1=R2=R， P=2R2、曲面为柱面，则R1=R，R2=，P=/R3、气泡存在两个g-l界面，且R1=R2=RP=4/RGibbs吸附公式沾湿、浸湿、铺展、润湿过

4、程的热力学判据 热力学判据 接触角判据 沾湿 - Wa=g-l(1+cos)0 180 浸湿 A=g-lcos0 90 铺展 S=g-l(cos-1)0 0 通常真截将作为润湿与否的依据，90时，称为不润湿；90时，称为润湿；0时（或不存在）铺展。*吸附等温线的类型Langmuir单分子层吸附理论，BET多分子层吸附理论单分子层吸附理论：被吸附分子间无作用力，因而分子脱附不受周围分子的影响。只有碰撞在空间表面的分子才有可能被吸附（单分子层吸附）。固体表面是均匀的，各处吸附能相同。多分子层吸附理论： 固体表面是均匀的，同层分子（横向）间没有相互作用，分子在吸附和脱附时不受周围同层分子的影响。物理

5、吸附中，固体表面与吸附质之间有范德华力，被吸附分子间也有范德华力，即吸附是多分子层的。影响溶液中吸附的因素1、吸附剂，溶质、溶剂三者极性的影响 一般情况：极性吸附剂易吸附极性溶质，非极性吸附剂易吸附非极性溶质。运用此规则应考虑三者间的关系，通常极性物易溶于极性溶剂，非极性物易溶于非极性溶剂。2、温度：溶液吸附也是放热过程，一般T上升，吸附下降。3、溶解度：吸附与溶解相反，溶解度越小，越易被吸附。4、同系物的吸附规律：一般随C-H链的增长吸附有规律的增加和减少。Trube规则。5、吸附剂的孔隙大小 小孔隙：溶质浓度低时，表面只为小部分溶质覆盖，表面性质（非极性）起主导作用，浓度增大时，表面为溶质

6、分子所饱和，小孔被溶质分子所充填，C-H链较短者易于充填；在浓度不大不小时，吸附应是表面性质和孔隙效应两者权衡的结果。 大孔隙：其作用是只提供表面，而不再有体积限制作用。6、吸附剂的表面化学性质：同一类吸附剂由于制备条件不同，表面活性相差很大，吸附性能也会有很大差异。7、混合溶剂的影响：若自极性相同的混合溶剂中吸附第三组份，等温线界于两单等温线之间；若自极性不相同的混合溶剂中吸附第三组份，吸附量比任何单一溶剂中少，混合溶剂极性一致或不一致情况不同。8、多种溶质的混合溶液：溶液中若有多种溶质，且都能被吸附，一般各溶质的吸附比单独存在时小，吸附规律可用Langmuir混合吸附公式半定量表示。9、盐

7、的影响 盐的存在通过影响溶质的活度系数、溶解度、溶质的电离平衡而 影响吸附。 活度系数增大，溶度下降，则吸附上升。 活度系数减小，溶度上升，则吸附下降。 上述因素需要综合考虑，吸附理论现阶段还带有经验性质。 固体向高分子溶液中吸附的一般特点1、吸附高分子是可溶的，因而是线性的。且一般高分子是多分散的，吸附与自多组份中的吸附相似。2、同一界面上由于高分子有多种构型，所以吸附平衡时间长。3、描述高分子吸附状态需要参数很多，建立模型困难不易定量处理。 4、T上升，吸附量上升，这与其它吸附不同。5、吸附膜厚。6、吸附高分子可以被其它高分子所取代，即产生交换吸附。7、吸附平衡后，用同一种溶剂稀释，可产生

8、脱附。离子选择性吸附离子交换吸附的概念及特点1、离子选择性吸附 在电解质溶液中，离子晶体表面吸附时，总有某种电荷的离子较多的被吸附在固体表面上，与其相反的电荷则较多的分布在表面附近。2、离子交换吸附 、定义：一种离子被吸附的同时，从吸附剂表面顶替出等当量的带同种电荷的另一种离子。离子交换吸附的强弱规律 a、带正电的吸附剂容易吸附负离子，反之亦然，溶液中离子浓度相差不大时，离子价数越高，越易被吸附。 b、同价离子在同样条件，离子半径越小，水化能力强，水化膜厚，吸附能力弱。 c、常见的阴、阳离子交换吸强弱。 Li+Na+K+NH4+Mg+Ca+Ba+Al3+Fe3+H+ SO42-Cl-Br-NO

9、3-I-OH- 对于粘土表面K+、H+的吸附特别强。d、离子浓度溶胶粒子表面的电荷来源1电离：有些溶胶粒子本身是一个可离解的大分子2、吸附离子作用（吸附作用）：固体表面对电解质正负离子不等量吸附而获的电荷。3、离子的不等量溶解（离子的溶解作用）：由离子型固体物质所形成的溶胶，具有两种相反的离子，如果这两种离子的溶解是不等量的，溶胶的表面也可以获得电荷。4、晶格取代：离子在水中因水化而离开表面，于是粘土颗粒带负电。5、摩擦带电：在非水介质中，溶胶离子的电荷来源是粒子与介质间的摩擦。*Gouy-chapman理论假说扩散双电层的图示方法a、固体表面是平板型的，y和z方向无限大，而且表面电荷分布是均

10、匀的。b、离子扩散只存在于x方向，离子作为一个点电荷来考虑，它在双电层中的分布符合Boltzmann分布。c、正负离子电荷数相等，整个体系为电中性。d、在整个扩散层内溶剂的介电常数（）相同。Stern双层模型图示方法聚沉的实验规律1、schulze-hardy规则（符号价数法则） 起聚沉作用的主要是反离子，离子价数越高，其聚沉率也越高。2、离子大小 聚沉值的大小与水化离子半径有一定关系，同价离子、离子水化半径小，聚沉能力大，水化半径越大，越不易被胶粒吸附（静电引力越弱），聚沉能力越弱，对一价离子犹其明显。 高价离子，电荷作用是主要的，离子大小的影响不如一价离子显著，所以聚沉值的变化范围较小。3

11、、同号离子的影响 与胶粒所带电荷相同的离子称同号离子，一般起稳定作用，但有例外，如有机大离子。4、不规则聚沉 加入少量电解质可以聚沉，稍高，沉淀分散成溶胶，并使胶粒所带电荷改变符号。继续加入电解质，重新聚沉。5、混合电解质的聚沉加和性：电解质的聚沉各自独立，混合电解质的聚沉是两者的加和。对抗性：电解质的聚沉作用相互削弱，混合电解质的聚沉作 用比加和性予示的弱。协同效应：电解质的聚沉作用因另一电解质的存在而加强。6、溶胶的相互聚沉 指电性相反的溶胶混合发生聚沉，聚沉程度与两种溶胶的比例有关，在等电点附近聚沉最完全，个别同性溶胶也能互沉。Dlvo理论的要点总势能曲线胶体质点因范德华力相互吸引又因双

12、电层重叠而相互排斥，溶胶的稳定性取决于二者的相对大小，若斥力大于引力则溶胶稳定，若引力大于斥力则溶胶聚沉。高分子絮凝剂作用特点1一般是分子量高的线性化合物，凡是有交联或支链絮凝效果就差。2、分子质量越大，架桥能力越强，絮凝效果越好。3、絮凝剂有一最佳用量。4、高分子基团性质与絮凝有关，至少应具备有能力吸附于固体表面的基团。 5、絮凝过程是否迅速彻底取决于各方面因素，絮凝物的大小和结构，絮凝物的性能与絮凝剂的混合条件，搅拌速度，容器的形状等。*空间稳定理论的基本要点1、带电聚合物被吸附以后，会影响胶粒间的静电斥力位能。这一点同吸附简单离子相同，同样可用DLVO理论处理。 2、高聚物的存在通常会减

13、小胶粒间的Hamaker常数，因而也减小了范德华吸引能。 3、由于聚合物的存在而产生一种新的斥力位能空间斥力位能。高分子保护作用的实验规律1、高分子稳定剂的结构特点 最有效的高分子稳定剂一般而言是嵌段和接枝共聚物A-B。 A：停靠基团，与质点有良好的亲合力，可牢固地吸附于胶粒表面。 B：稳定基团，与溶剂有良好的亲合力，伸展形成厚的吸附层。2、分子量与浓度 分子量：一般分子量上升，吸附上升，稳定性上升，许多还有临界分子量，低于此分子量则无稳定作用。浓度：一般认为吸附高分子能盖住胶粒表面，形成包被层，再多并不能增加其稳定作用，用量过低，吸附少，覆盖少，反而起絮凝作用（高分子敏化作用）3、溶剂的良劣

14、，加的方法和混合次序对溶胶稳定有影响4、溶胶被高分子稳定后，体系的物化性质发生显著变化，变得与所加高分子溶液的性质更为接近因此：被保护的溶胶具有以下特点： .AgBr溶胶的电泳速度与Ag+有关，但加入0.1%的明胶后，电泳速度与Ag+无关，而却与pH有关，表示体系从AgBr溶胶转变为具有明胶溶液有性质。 .被高分子保护的憎液溶胶具有抗老化性。 .被高分子保护的憎液溶胶在较宽的浓度范围内稳定. .被高分子保护的憎液溶胶具有自动胶溶的可逆性。 .抗盐聚沉的能力显著提高。空间稳定作用：向溶胶中加入一定量的高分子化合物或缔合胶体，能显著提高溶胶对电解质的稳定性的现象。高分子絮凝作用机理：1、 高分子与

15、胶粒电荷相反，则能发生相互聚沉。2、 脱水效应，加入高分子水化，使原来水化稳定胶粒脱水，发生聚沉。3、 在低浓度下具有表面活性的高分子在胶粒表面形成第一吸附层，使憎液部分朝外，使溶胶敏化。4、 桥联机理，即高分子可同时吸附在两个或两个以上胶粒表面，通过桥联方式将胶粒聚在一起而聚沉。表面活性剂的分类阴 胶团的结构1、胶团内核2、胶团内核中的渗入水3、胶团水“界面” 4、扩散双电层部分*表面活性剂的化学结构域临界胶团浓度关系1、表活剂的碳氢链链长 a、离子型表活剂，C为8-16，同系物中一般每增加一个C原子，CMC下降约为一半。 b、非离子表活剂，增加憎水基C原子数，CMC下降更大。一般每增加2个

16、C原子。CMC下降至1/10。2、碳氢链分支及极性基位置的影响 a、同样C原子数，有支链者CMC较大 b、极性基移向C-H链的中部，CMC增大3、C-H链中其它取代基的影响2 b、在憎水基中引入极性基（如-O-、-OH等），使CMC增大4、碳氟链化合物 碳氟链表活剂具有很高的表面活性。 碳氢链中氢被F部分取代了的表活剂，其CMC随被取代程度上升而下降。5、亲水基的影响 水溶液中，离子性表活剂的CMC远比非离子性大。 a、憎水基相同，离子性表活剂的CMC远大于非离子表活剂（大约100倍）； b、两性表活剂的CMC与有同碳原子数憎水基的离子性表活剂相近。加溶作用的四种方式，影响加溶作用的因素四种方

17、式a、加溶物溶于胶团的内核 非极性加溶b、加溶于栅栏层非极性加溶c、吸附于胶束表面 - 吸附加溶d、被包于非离子型表面活性剂的聚氧乙烯外壳中- 特殊加溶影响加溶作用的一些因素a、表活剂的结构b、加溶物的结构c、有机物添加剂对加溶的影响d、无机盐效应e、温度的影响添加剂对表活剂溶液性质的影响一、同系物的影响，混合物的物理化学性质常介于各化合物之间。二、无机电解质促进离子表面活性剂的缔合，对非离子表面活性剂影响不大。三、极性有机物，对表面活性剂的CMC影响很大，常增加表面活性。四、非离子表活剂与离子表活剂的混合物，非离子加到离子少量起防硬水作用，大量形成低泡配方，离子加入到非离子，使浊点升高，但浊点不清晰，复配后一般表面活性增高。五、正离子与负离子表活剂的混合物：传统观点不能混合，但近代研究表明，一些正负离子活性剂混合后表面活性更高，有更好的润湿性，稳定性。六、水溶性高分子化合物：一般一起使用，他们之间存在电性相互作用，疏水作用及色散力作用。HLB定义：亲水能力与亲油能力的平衡关系。