膠體化學(xué)真正復(fù)習(xí)版本

1、選擇 15*2=30 填空 30*1=30 判斷 2*10=20簡答 3*4=12 利用膠體化學(xué)解釋生活中的現(xiàn)象 2*4=8第二章 膠態(tài)體系中的電荷范德華力 （概念）分子與分子之間或惰性氣體原子間的靜電作用力。由于粒子間的誘導(dǎo)偶極, 顆粒間總是存在范德華力。范德華力是引力，促進顆粒的聚結(jié)。 排斥力 （概念）要使膠體分散體系能穩(wěn)定存在，需要一種與范德華力相抵抗的排斥力。n 產(chǎn)生斥力，使得粒子表面帶電，可有以下機理：1) 表面基團的電離；2）離子吸附；3）不對稱離子溶；4）同型離子取代；電勢決定離子對于膠體穩(wěn)定，如何區(qū)別惰性離子和電勢決定離子相當重要。它們通過在固相和液相間的電子分布決定兩相之間的

2、化學(xué)電勢（內(nèi)電勢）對于碘化銀膠體Ag+和I-是電勢決定離子；對于金屬氧化物，質(zhì)子是電勢決定離子，所以改變?nèi)芤簆H對氧化物表面電荷影響非常大。惰性離子不會改變粒子表面的電荷密度，但由于它們在雙電層的局部分布而影響到電勢差。丁達爾現(xiàn)象：將一束光線透過溶液，在與光束的垂直方向上觀察，可以看到穿過溶膠的路上，出現(xiàn)一個光柱，稱之為丁達爾現(xiàn)象。丁達爾現(xiàn)象已成為判別溶膠與分子溶液的最簡便的方法。丁達爾現(xiàn)象就是光的散射現(xiàn)象（乳光現(xiàn)象）。膠團、膠粒、膠核 （畫圖認部分）1） 先有一定量的難溶物分子聚結(jié)形成膠粒的中心，稱為膠核；2） 膠核是固相，有很大的表面積，具有選擇吸附離子的能力。膠核選擇吸附某一種離子，形成

3、緊密吸附層；由于正、負電荷相吸，在緊密層外形成反號離子的包圍圈，從而形成了帶與緊密層相同電荷的膠粒。3） 膠粒與擴散層中的反號離子，形成一個電中性的膠團。 溶膠的擴散雙電層理論： （選擇題、時間順序及名字）（1） Helmholtz模型（2） Gouy-Chapman模型，即GCS理論（3） Stern修正模型（4） BDM理論四種電動現(xiàn)象 （電泳和電滲相同）電泳、電滲、（因電而動） 沉降電勢、液流電勢 （因動而電）電泳：外加電場作用下，帶電的分散相粒子在分散介質(zhì)中向相反符號電極移動的現(xiàn)象叫電泳。氫氧化鐵膠體通電，產(chǎn)生高度差；電滲：外電場的作用下，毛細管內(nèi)或固相孔隙內(nèi)的液體作定向移動現(xiàn)象稱為電

4、滲。海水淡化；沉降電勢：膠粒在重力場作用下發(fā)生沉降，而產(chǎn)生沉降電勢。它是電泳的逆現(xiàn)象；液流電勢：帶電的介質(zhì)發(fā)生流動，則產(chǎn)生液流電勢。電滲逆現(xiàn)象；第3章 膠體穩(wěn)定性荷電穩(wěn)定的三種措施：1） 調(diào)節(jié)電解質(zhì)濃度；2）選擇不同離子類型；3）改變pH值區(qū)別分辨各種偶極及力屬于哪里?永久偶極：極性分子偶極矩。誘導(dǎo)偶極：在電場作用下產(chǎn)生的偶極稱為誘導(dǎo)偶極。瞬時偶極：任何原子中電子的引動引起的快速的瞬時偶極。取向力：極性分子間永久偶極和永久偶極的作用力。誘導(dǎo)力：誘導(dǎo)偶極與永久偶極間的作用力。色散力：瞬時偶極與瞬時偶極間的作用力。德拜長度雙電層的擴散部分在溶液中的延伸距離稱為德拜長度（1/)或雙電層厚度。DLVO

5、 theory顆粒間總作用力是范德華力和靜電斥力的總和。描述溶膠粒子的作用勢能與粒子間距的關(guān)系。將引力勢能和靜電排斥勢能相加：VT=VA+VR電解質(zhì)濃度、表面電勢、Hamaker常數(shù)對總勢能的影響 (一個改變，另一個怎么變)電解質(zhì)濃度：電解質(zhì)濃度越大，斥力拖尾越短；電解質(zhì)濃度增大，初始最大值的高度降低 表面電勢：表面電勢越大，則勢能越大，位壘高度越大，膠體的穩(wěn)定性越好。Hamaker：A值越大，位壘高度越小，膠體的穩(wěn)定性越差?？购怆x子 （概念）每個帶電顆粒周圍會形成相反荷電離子的締合擴散層（離子氛）。Stern層和擴散層的主導(dǎo)性離子。電解質(zhì)中與膠粒所帶電荷相反的離子是其主要聚沉作用的抗衡離子，

6、并且離子價數(shù)越高，電解質(zhì)的聚沉能力越大。聚沉 （概念，膠體屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定）膠體分散體系是熱力學(xué)的不穩(wěn)定體系，其中的溶膠粒子能自動合并變大而自發(fā)地下沉，這種過程稱為聚沉。聚沉值 （概念，與聚沉能力的關(guān)系）在一定條件下，剛剛引起某溶膠明顯開始聚沉?xí)r所需電解質(zhì)的最小濃度（以mmol·dm-3表示）聚沉值又稱臨界聚沉濃度?？梢?，聚沉能力與聚沉值（臨界聚沉濃度）成反比，即聚沉值愈小，該電解質(zhì)的聚沉能力就愈大；反之，聚沉值越大的電解質(zhì)，其聚沉能力越弱。第4章 表面活性劑表面活性劑 （簡單定義）指那些具有很強表面活性、能使液體的表面張力顯著下降的物質(zhì)。n 表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點：親水、親油基（兩親

7、結(jié)構(gòu)）表面活性劑的分類： （基本分類）按溶解性分類按是否解離分類按離子類型分類水溶性表面活性劑離子型表面活性劑陰離子表面活性劑陽離子表面活性劑兩性離子表面活性劑非離子型表面活性劑油溶性表面活性劑對于陰、陽離子表面活性劑，要求能根據(jù)所列舉的物質(zhì)進行分辨種類，不求寫出陰離子：(RCOO)nM（羧酸鹽）R-OSO3Na（硫酸酯鹽）R-SO3Na（磺酸鹽）R-OPO3Na2（磷酸酯鹽）陽離子： CH3 |R-N+-CH3Cl- 季胺鹽 | CH3 CH3 |R-N-HCl 叔胺鹽 | CH3 CH3 |R-N-HCl 叔胺鹽 | CH3R-NH2·HCl 伯胺鹽 CH3 |R-N-HCl 仲

8、胺鹽 | H膠束 (概念)當水溶液內(nèi)表面活性劑分子數(shù)目不斷增加時，依靠自身的范德華力相互聚集，形成親油基向內(nèi)，親水基向外的分子締合體，稱為膠束。臨界膠束濃度CMC （影響因素，了解）表面活性劑分子締合形成膠束的最低濃度。反膠束 （給兩個圖，判斷哪個是膠束哪個是反膠束）表面活性劑溶于非極性的有機溶劑中，當其濃度超過臨界膠束濃度（CMC）時，在有機溶劑內(nèi)形成的膠束。影響CMC的因素疏水基團、抗衡離子、電解質(zhì)、溫度變化、親水基團、v 疏水基團：CMC隨著碳氫鏈中碳原子數(shù)增加呈對數(shù)形式下降v 抗衡離子：對于某一疏水尾基和陰離子頭基的表面活性劑，CMC的順序（Li+>Na+>K+>Cs

9、+>N(CH3)4+>N-(CH2CH3)4+>Ca2+,Mg2+）v 電解質(zhì)：對于多數(shù)表面活性劑，加入惰性電解質(zhì)會導(dǎo)致CMC下降（因為電解質(zhì)會部分屏蔽離子頭基之間的靜電排斥作用）v 溫度變化：對膠束化過程影響一般較弱，對CMC的影響卻十分復(fù)雜v 親水基團：對CMC的影響不是很顯著親水親油平衡值HLB （概念） 是表面活性劑分子中親水和親油基團對油或水的綜合親合力。HLB值跟親水、親油性間的關(guān)系 （給一個表面活性劑，判斷是親水還是親油）數(shù)值范圍：HLB值范圍為0-40，其中非離子表面活性劑HLB值范圍為0-20。HLB值越大，親水性越強；HLB值越小，親油性越強。 增溶過程表

10、面活性劑在水溶液中達到臨界膠束濃度CMC后，難溶性物質(zhì)的溶解度顯著增加，形成透明膠體溶液，這種作用稱為增溶。（1）增溶物進入增溶劑的球形或?qū)訝钅z束的內(nèi)芯，如：正庚烷、苯等非極性簡單碳氫化合物的增溶方式；（2）增溶物或深或淺地穿插到原膠束層中形成混合膠束，如：具有長碳鏈的醇、酸等極性有機物的增溶方式。（3）聚乙二醇型非離子表面活性劑水溶液增溶時，可能靠醚氧鍵把增溶物包藏在膠束外層曲折的聚氧化乙烯的親水鏈中。Krafft點離子型表面活性劑在水中的溶解度隨溫度升高，當升高至某一溫度時，其溶解度急劇升高，該溫度稱為Krafft點，相對應(yīng)的溶解度為該離子表面活性劑的臨界膠束濃度（CMC）。krafft點

11、是離子表面活性劑應(yīng)用溫度的下限，即只有高于krafft點，表面活性劑才能更大程度地發(fā)揮作用。表面活性劑的應(yīng)用 （食品和化妝品）濕潤作用、起泡作用、增溶作用、乳化作用、洗滌作用、消毒殺菌作用食品中：乳化劑，分散劑，潤濕劑，消泡劑，粘度調(diào)節(jié)劑，殺菌劑等化妝品中：增溶劑，分散劑，抗靜電劑，染發(fā)劑，殺菌劑，乳化劑等第5章 乳狀液怎樣成為乳狀液，什么體系稱為乳狀液?由兩種（或兩種以上）不互溶或部分互溶的液體形成的分散系統(tǒng)，稱乳狀液。乳狀液的分散相被稱為內(nèi)相，分散介質(zhì)被稱為外相。乳狀液分類 (油的含義)水包油型（O/W，油分散在水中）、油包水型（W/O，水分散在油中）另一相為有機物，如苯、苯胺、煤油，皆稱

12、為“油”，用“O”表示。乳化劑 （概念）能使乳狀液較穩(wěn)定存在的物質(zhì)。乳狀液類型的鑒別 （分辨方法的名稱）染料法、稀釋法、電導(dǎo)法、兩相體積的影響 （對乳狀液類型及穩(wěn)定性影響）若水的體積小于26%，只能形成W/O型乳狀液若水的體積大于74%，只能行程O/W型乳狀液若水的體積介于26%74%之間，則O/W型和W/O型兩種都有形成可能。分配系數(shù) （與乳狀液類型及穩(wěn)定性的關(guān)系）定溫下，將乳化劑在水相和油相中的溶解度之比定義為分配系數(shù)。分配系數(shù)比較大時，容易得到O/W型乳狀液，分配系數(shù)越大，O/W型乳狀液越穩(wěn)定分配系數(shù)比較小時，則為W/O型乳狀液，分配系數(shù)越小，W/O型乳狀液越穩(wěn)定。乳狀液不穩(wěn)定性的三種表

13、現(xiàn)方式分層、變形、破乳破乳的常用方法：電破乳、表面活性劑破乳、溫度變化（升溫或冷凍）、添加酸、添加無機鹽、微乳液 （特殊、類型）是一個由水、油和兩親性物質(zhì)（分子）組成的，光學(xué)上各向同性，熱力學(xué)上穩(wěn)定的溶液體系。多相微乳液按分相情況分單相微乳狀液和多相微乳狀液；其中多相微乳狀液分Winsor I 、 II、 III型 Winsor I 型 下相O/W微乳液與剩余油Winsor III型 中相微乳液與剩余油和水Winsor II型 上相W/O微乳液與剩余誰水包油型微乳液，微乳液類型為Winsor型；雙連續(xù)型微乳液，微乳液類型為Winsor型。油包水型微乳液，微乳液類型為Winsor型；微乳液的性質(zhì)

14、1、光學(xué)性質(zhì)：澄清、透明或半透明的分散體系，多數(shù)有乳光。因顆粒較小，不能用普通顯微鏡來觀察其顆粒大小。丁達爾現(xiàn)象就是光的散射現(xiàn)象（乳光現(xiàn)象）。2、顆粒大小及均勻性：電子顯微鏡觀察，顆粒越細分散度越窄，普通乳狀液粒徑分布較寬。3、導(dǎo)電性質(zhì)：與一般乳狀液相似，若外相為水則導(dǎo)電性就大；若外相為油則導(dǎo)電性差，因此，單純通過導(dǎo)電性難以分辨微乳液和一般乳狀液4、穩(wěn)定性：微乳液很穩(wěn)定，長時間放置不會分層和破乳。若把它放在100個重力加速度的超離心機里旋轉(zhuǎn)5min也不分層，一般乳狀液則不然。5、超低界面張力：界面張力的一般數(shù)量級為幾十mN/m，通過加一些醇等輔助劑，界面張力可降低至10-610-2mN/m。6

15、、碳鏈數(shù)的相關(guān)性：正構(gòu)陰離子表面活性劑中碳原子數(shù)目，應(yīng)等于油分子中碳原子數(shù)目加上輔助劑分子中的碳原子數(shù)目，若符合此相關(guān)性，則可得合適的微乳液組分匹配。微乳液的應(yīng)用日用工業(yè)（如化妝品）、脫模劑、石油工業(yè)（洗井液、三次采油）微乳液聚合得到的乳膠顆?？梢宰鳛榧毎奈⒛夷z關(guān)于采油：油井自噴為一次采油；依靠注水、注蒸汽、動力機械抽油等而出油為二次采油；依靠化學(xué)藥劑或生物制劑而出油為三次采油。第6章 聚合物高分子化合物 （概念）由一種或幾種結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵連接起來的呈線形、分支形或網(wǎng)絡(luò)狀的高分子量的化合物稱之為高分子量化合物。簡稱高分子化合物或高分子，也稱之為大分子（Macromolecule）、聚合物

16、（Polymer）。高分子化合物的特點：1） 高的分子量；2）存在結(jié)構(gòu)單元，單體單元和重復(fù)結(jié)構(gòu)單元；3）結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵連接，連接形式有線形、分支形或網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)；4）分子量的多分散性分類一：四種聚合反應(yīng)：縮聚法、自由基聚合法、離子聚合法、乳化聚合法分類二：加成和縮聚的區(qū)別：加成反應(yīng)不除去小分子, 縮聚反應(yīng)過程中除去小分子.基本聚合反應(yīng)步驟：引發(fā)，增長，終止兩種單體共存時進行5種聚合反應(yīng)：1）可以各自均聚，得到聚合物 2）無序共聚，得到AAABBAABBBBAB等3）交替共聚：A-B-A-B 4）嵌段共聚：AAAAABBBBBAAAAABBBBB5）接枝共聚： （較少發(fā)生）聚合物的性質(zhì)與用途塑

17、料、合成纖維、橡膠、涂料、膠粘劑第7章 聚合物對膠體穩(wěn)定性的影響聚合物對膠體粒子相互作用的影響 （空間穩(wěn)定作用、橋聯(lián)相互作用概念理解）空間穩(wěn)定作用：聚合物吸附或化學(xué)聯(lián)結(jié)在膠粒的表面，以及聚合物的存在導(dǎo)致粒子間排斥排空相互作用：溶液中未吸附的聚合物引起的吸引力橋聯(lián)相互作用：聚合物吸附時，同時吸附于兩個粒子上所引起的粒子相互吸引力。第8章 表面潤濕潤濕從固體表面或固-液界面上的一種流體被另一種液體置換的過程。濕潤相關(guān)的四種表面 （沒有氣氣界面）氣液界面、液液界面、液固界面、氣固界面、表面張力：沿著與表面相切的方向，垂直作用于液體表面上任一單位長度的表面緊縮力，通常簡稱表面張力。（單位：N·

18、;m-1）表面能：即表面自由能，增大單位表面積所做的功。（單位：J·m-2）兩者的單位是一樣，N=J/m黏著：兩種相同材料互相作用導(dǎo)致黏著。 黏附：一種材料與另一種材料接觸的情況。以上兩個定義都不涉及化學(xué)鍵作用黏著功（Wc）：破壞一個液-液界面而建立兩個液-氣界面所做的功。固體和液體之間的黏附功（Wa）：把液體從固體上分離出來所需要做的功。黏附功、黏著功、接觸角三者間的關(guān)系：Wc=Wa =0 Wc=2Wa =90 Wa=0=180第9章 氣溶膠氣溶膠在膠體化學(xué)中分散在某一氣體中的固體或液體微粒按照行程過程分類：一次（初級）氣溶膠：以固體或液體微粒的形式直接由源排出，包括飽和蒸汽冷凝的

19、固體、灰塵粒子、大海霧氣。二次（次級）氣溶膠：由源排入大氣的氣體，經(jīng)過光化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)轉(zhuǎn)化等過程形成的固、液體微粒。（炭黑，甲烷溫室效應(yīng)的關(guān)系）甲烷氣體會部分吸收地球向外空發(fā)射的紅外長波輻射，讓熱量不能散發(fā)出去，就像塑料大棚蓋在地球表面，使地球表面溫度升高，形成了所謂的“溫室效應(yīng)”。炭黑氣溶膠能吸收從可見光到紅外波段的太陽輻射。溫室效應(yīng)潛在因素。氣溶膠，它是懸浮在空氣中的小顆粒，主要由硫酸鹽、硝酸鹽、含碳顆粒、海鹽和礦物塵埃構(gòu)成，科學(xué)家認為它的作用與溫室氣體剛好相反。大氣層中氣溶膠能反射太陽光，減少了射向地球的太陽短波輻射能量，氣溶膠對氣候有冷卻作用，可局部抵消溫室效應(yīng)。按照尺寸大小對粒子的分

20、類（單位：m）成核模式（0.0010.1）、聚結(jié)模式（0.11.0）、粗粒子模式（1.0100）按凝聚狀態(tài)分，氣溶膠分為3種：固態(tài)氣溶膠煙和塵； 液態(tài)氣溶膠霧； 固液混合態(tài)氣溶膠煙霧第10章 流變學(xué)剪切應(yīng)變 （應(yīng)變沒有單位）通常簡稱為應(yīng)變，等于位移÷間隙剪切應(yīng)力（） （單位特征）施加在單位面積上的力成為，單位特征是1N/m2=1Pa剪切模量（G）：應(yīng)力（）÷應(yīng)變（）線性材料（虎克固體） （概念）如果一種材料，無論施加多大的應(yīng)力或應(yīng)變，始終保持恒定的剪切模量屈服應(yīng)力 （給你一張圖，支出對應(yīng)數(shù)據(jù)點）當應(yīng)力小于某一值時沒有流動發(fā)生，這個應(yīng)力被稱為。（最小應(yīng)力通常是重力）觸變性定義

21、當施加固定的剪切速率時，某種材料會隨剪切時間逐漸失去黏性，而一旦剪切停止，黏性又得到恢復(fù)的性質(zhì)。（如油漆/奶油凍，攪拌時是液體，停止攪拌靜置數(shù)小時又結(jié)成凍狀）黏彈性觀測時間趨近于樣品的弛豫時間時，它會同時表現(xiàn)出黏性和彈性，稱作黏彈性。弛豫時間（）定義為黏度和彈性的比值Deborah數(shù)定義為弛豫時間（）對觀察時間（t）的比率De>>1 Solid-like De1 Viscoelastic De<<1 Liquid-like理想黏性材料與相位角大小的關(guān)系理想彈性材料：應(yīng)力和應(yīng)變是完全同相的。因此相位角等于零。理想粘性材料的相位角：應(yīng)力和應(yīng)變相位差90°，因此相位

22、角等于 90°。相位角是彈性的量度：相位角越大，材料黏性越大；相位角越小，材料彈性越大。第11章 掃描探針顯微鏡掃描探針顯微鏡（SPM） （原子力顯微鏡）包括原子力顯微鏡（AFM）、掃描顯微鏡（STM）、側(cè)向力顯微鏡（LFM）、磁力顯微鏡（MFM）、靜電力顯微鏡以及掃描熱顯微鏡等。原子力顯微鏡AFM的儀器結(jié)構(gòu)和工作原理 （了解，不用被）二極管激光器發(fā)出的激光束經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)聚焦在微懸臂背面。并從微懸臂背面反射到由光電二極管構(gòu)成的光斑位置檢測器（PSD）。掃描時，由于樣品表面的原子與微懸臂探針尖端的原子間的相互作用力，微懸臂將隨樣品表面形貌而彎曲起伏，反射光束也將隨之偏移，因而，通過光電

23、二極管檢測光斑位置的變化，就能獲得被測樣品表面形貌的信息。探針材料：Si、SiO2、Si3N4AFM的掃描模式接觸式； 非接觸式； 半接觸式；AFM的特點高分辨力； 非破壞性； 應(yīng)用范圍廣； 軟件處理功能強AFM的應(yīng)用： 薄膜表面整體形態(tài)研究 膜孔徑和孔徑分布研究 粗糙度研究 表面力的測量 側(cè)向力的測量第12章 透射電子顯微鏡電子顯微鏡分類：掃描電子顯微鏡and 透射電子顯微鏡掃描電鏡：利用電子束掃描樣品表面從而獲得樣品信息。它能產(chǎn)生樣品表面的高分辨率三維圖像，掃描電子顯微鏡能被用來鑒定樣品的表面結(jié)構(gòu)。透射電鏡：利用電子波動性來觀察固體材料內(nèi)部的各種缺陷和直接觀察原子結(jié)構(gòu)的儀器。透射電鏡與光學(xué)

24、顯微鏡 （不要求）它們的根本不同點在于光學(xué)顯微鏡以可見光作照明束，透射電子顯微鏡則以電子為照明束。在光學(xué)顯微鏡中將可見光聚焦成像的是玻璃透鏡，在電子顯微鏡中相應(yīng)的為磁透鏡。掃描電鏡與透射電鏡的主要區(qū)別1）掃描電鏡電子光學(xué)部分只有起聚焦作用的會聚透鏡，沒有透射電鏡里起成象放大作用的物鏡、中間鏡和投影鏡。這些電磁透鏡所起放大作用在掃描電鏡中使用信號接受處理顯示系統(tǒng)來完成。2）掃描電鏡的成像過程與透射電鏡的成像原理完全不同。透射電鏡是利用電磁透鏡成像，并一次成像；掃描電鏡的成像不需要成像透鏡，它類似于電視顯像過程，其圖像按一定時間空間順序逐點形成，并在顯像管上顯示。3）掃描電鏡圖像一般只反映樣品表面信息（形貌像和成分像），透射電鏡圖像可反映樣品的結(jié)構(gòu)信息