胶体化学考试题

精品文档名词解释表面过剩：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-NO3-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、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，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 a、C-H链中（憎水基）有苯基时，一个苯基相当于3.5个CH2 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