膠體與界面化學(xué)習(xí)題

1、1.什么是電泳現(xiàn)象，產(chǎn)生電泳的原因是什么。（6分）2007B 電泳在外加電場下，膠體溶液中的膠體粒子在分散介質(zhì)中定向移動的現(xiàn)象 原因：由于在膠體溶液中的膠體粒子自身帶電，或在溶液中吸附體系內(nèi)的離子從而促使其表面帶有電荷，因此在電場的作用下，會發(fā)生相對運(yùn)動。4.畫出KI為穩(wěn)定劑的AgI溶膠的膠團(tuán)結(jié)構(gòu)。（6分）電動現(xiàn)象有哪些？產(chǎn)生電動現(xiàn)象的原因是什么？（8分） 答：電動現(xiàn)象包括電泳、電滲、流動電勢與沉降電勢（4分）。原因：由于在膠體溶液中的膠體粒子自身帶電（2分），或在溶液中吸附體系內(nèi)的離子從而促使其表面帶有電荷（2分），因此在會發(fā)生電動現(xiàn)象。(若不說明為何帶電，則扣2分)1.試解釋Tyndall

2、現(xiàn)象產(chǎn)生的原因（6分） 2007-2008A 答案：Tyndall現(xiàn)象發(fā)生的原因是由于膠體溶液中得膠粒直徑大?。?-100nm）與小于可見光的波長(400-700nm)，從而表現(xiàn)出膠粒對光的散射作用(6分)。現(xiàn)將一根毛細(xì)玻璃管插入水中，然后在管內(nèi)液面處加熱，則液面將如何變化，為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象？（8分） 答：根據(jù)Laplace公式， （1分），將毛細(xì)玻璃管插入水中形成凹液面，因此附加壓力為負(fù)值（或者方向向上）（1分）。而表面張力隨溫度上升而下降（2分），因此，在管內(nèi)液面處加熱會導(dǎo)致附加壓力Ps降低（2分），從而導(dǎo)致液面下降（2分）。7. 試用Ross鋪展機(jī)理解釋消泡過程。（6分） 答：Ros

3、s的鋪展機(jī)理認(rèn)為，整個消泡過程分為浸入、擴(kuò)展和破泡三個階段，在浸入階段，滲入系數(shù) （1分），當(dāng)E0時，消泡劑浸入泡沫的液膜中（1分）；在擴(kuò)展階段，擴(kuò)展系數(shù) （1分），當(dāng)S0時，消泡劑向膜面擴(kuò)展（1分）；因此，當(dāng)E0，S0時（1分），則產(chǎn)生消泡作用（1分）3.試解釋毛細(xì)凝結(jié)現(xiàn)象發(fā)生的原因。（6分） 2007-2008A 答：根據(jù)Kelvin公式(2分)，凹面上的蒸汽壓比平面上小(2分)，所以在小于飽和蒸汽壓時，氣體凹面上已達(dá)飽和而發(fā)生凝聚，這就是毛細(xì)凝聚現(xiàn)象(2分)，即蒸汽變成液體在毛細(xì)管中凝聚，吸附量迅速增加。3.試解釋過熱液體產(chǎn)生的原因。（6分） 液體過熱現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于液體在沸點(diǎn)時無法形成

4、氣泡所造成的。根據(jù)開爾文公式，小氣泡形成時期氣泡內(nèi)飽和蒸氣壓遠(yuǎn)小于外壓，但由于凹液面附加壓力的存在，小氣泡要穩(wěn)定存在需克服的壓力又必須大于外壓。因此，相平衡條件無法滿足，小氣泡不能存在，這樣便造成了液體在沸點(diǎn)時無法沸騰而液體的溫度繼續(xù)升高的過熱現(xiàn)象。4. 試解釋過飽和蒸汽產(chǎn)生的原因。（6分） 答：過飽和蒸汽現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于如果蒸汽凝結(jié)成為液滴，那么需要先形成半徑極小的小液滴(2分)，其液面為凸面，小液滴液面上的飽和蒸汽壓遠(yuǎn)大于此時液體的蒸汽壓(2分)，因此新相難成而導(dǎo)致過飽和(2分)。常見的亞穩(wěn)狀態(tài)有哪些？為什么會產(chǎn)生亞穩(wěn)狀態(tài)？（9分） 答：常見的亞穩(wěn)狀態(tài)有過熱液體、過飽和蒸汽、過飽和溶液等（

5、3分）。產(chǎn)生亞穩(wěn)狀態(tài)的主要原因是新相種子難以生成（3分），由于新相的顆粒極小，因此其比表面積和表面吉布斯函數(shù)都很大，因此新相難以生成（3分）。(若分別列出每種亞穩(wěn)狀態(tài)產(chǎn)生的具體原因，則每個亞穩(wěn)狀態(tài)加2分)4.什么是HLB值，HLB值對表面活性劑的應(yīng)用有何影響。（6分）2007-2008A 答案：HLB值是表面活性劑的親水親油性平衡值（2分），其計(jì)算公式如下： (不列出公式亦可)，其中，HLB越大，表面活性劑的親水性能越強(qiáng)，適于在水體系中使用(2分)。HLB值越小，表面活性劑的疏水性能越強(qiáng)，越適于在油體系中使用(2分)。5. 什么是非離子表面活性劑的濁點(diǎn)？濁點(diǎn)產(chǎn)生的原因是什么（6分） 答：聚氧乙

6、烯型非離子表面活性劑的溶解度隨溫度升高而增大(1分)，當(dāng)上升到某一溫度時，溶解度反而下降，溶液發(fā)生混濁甚至分層(1分)，冷卻后又可恢復(fù)澄明，對應(yīng)的溫度稱為濁點(diǎn)(2分)。原因：當(dāng)溫度升高時，聚氧乙烯鏈與水之間的氫鍵發(fā)生斷裂(2分)。2.簡述表面活性劑在水中可形成幾種膠束，膠束的形態(tài)與表面活性劑的濃度之間有何關(guān)系。（6分） 表面活性劑在水中可以形成三種類型的膠束：球形、棒狀和層狀膠束。在一般情況下，隨著水中表面活性劑濃度的增高，球形膠束會首先形成，然后依次是棒狀膠束和層狀膠束。5.試以Maragoni效應(yīng)解釋泡沫的穩(wěn)定機(jī)理。（7分）07-08A 答：當(dāng)泡沫表面由于擴(kuò)展而變薄，從而產(chǎn)生新的表面時(2

7、分)，由于在新的表面上溶質(zhì)的吸附尚未達(dá)到平衡(2分)，使其表面張力增加，產(chǎn)生了表面張力梯度(2分)，這種表面張力的梯度就會引起液體從低表面張力的周圍向高表面張力區(qū)域流動，直到此張力差消失為止(1分)。7. 根據(jù)DLVO理論，試解釋外加電解質(zhì)對帶電溶膠穩(wěn)定性的影響。（7分） 答：根據(jù)DLVO理論，在膠團(tuán)之間, 既存在著斥力勢能, 又存在著吸力勢能(1分)，膠體系統(tǒng)的相對穩(wěn)定或聚沉取決于斥力勢能和吸力勢能的相對大小(2分)加入電解質(zhì)后，對溶膠體系內(nèi)膠體粒的引力勢能影響不大(2分), 但會明顯降低粒子間的斥力勢能(2分)，從而降低帶電溶膠的穩(wěn)定性。5.試解釋江河入?？谔?，沉積平原形成的原因。（7分）

8、 河是淡水，在流動過程中會攜帶泥沙中的部分物質(zhì)形成較為穩(wěn)定的膠體溶液，并隨著江河水一起流動。當(dāng)江河水到達(dá)入?？跁r，海水中含有大量的電解質(zhì)，根據(jù)DLVO理論，在膠團(tuán)之間, 既存在著斥力勢能, 又存在著吸力勢能，膠體系統(tǒng)的相對穩(wěn)定或聚沉取決于斥力勢能和吸力勢能的相對大小。加入電解質(zhì)后，對溶膠體系內(nèi)膠體粒的引力勢能影響不大, 但會明顯降低粒子間的斥力勢能，從而降低帶電溶膠的穩(wěn)定性，因此泥沙在入?？诔两?，形成平原。7. 試論述化學(xué)吸附與物理吸附的主要區(qū)別。（7分）答：物理吸附的吸附力是由固體和氣體分子之間的范德華引力產(chǎn)生的，一般比較弱。其吸附熱較小，接近于氣體的液化熱，一般在幾個kJ/mol以下。吸附

9、無選擇性，任何固體可以吸附任何氣體，吸附量會有所不同。而且吸附可以是單分子層的，但也可以是多分子層的?；瘜W(xué)吸附吸附力是由吸附劑與吸附質(zhì)分子之間產(chǎn)生的化學(xué)鍵力，一般較強(qiáng)。其吸附熱較高，接近于化學(xué)反應(yīng)熱，一般在40kJ/mol以上。吸附有選擇性，固體表面的活性位只吸附與之可發(fā)生反應(yīng)的氣體分子，如酸位吸附堿性分子，反之亦然。而且吸附是單分子層的。2.試解釋溫度升高，氣體在固面上的吸附量通常減少的原因。（6分） 07-08A 答：吸附是放熱(1分)、自發(fā)的過程(1分)，且存在吸附平衡(1分)，所以溫度上升對吸附平衡不利，導(dǎo)致反應(yīng)逆向進(jìn)行，因此溫度升高，氣體在固體表面上的吸附量通常要降低(3分)。6.

10、活性碳從水溶液中吸附脂肪酸，吸附質(zhì)分別為甲酸、乙酸、丙酸、丁酸試判斷吸附量順序和原因。（7分） 吸附量的順序：甲酸乙酸丙酸丁酸 原因：由于活性炭為非極性吸附劑，水為極性溶劑，因此非極性的吸附劑在極性溶劑中總是容易吸附非極性組分。而羧酸的極性隨著其碳鏈的延長而增加，其中甲酸極性最高，丁酸極性最低，因此甲酸的吸附量最高，而丁酸的吸附量最低。6. 苯甲酸在四氯化碳中的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在水中的溶解度，試判斷：硅膠在兩種溶劑中對同濃度的苯甲酸（約0.1mol/L）吸附時,在那一種情況下吸附量更大?（7分）07-08A 答：硅膠自四氯化碳中吸附苯甲酸的量大于在水中吸附的量(3分)，因?yàn)楣枘z是極性吸附劑(1分

11、)，水的極性比苯甲酸強(qiáng)(1分)，硅膠對水有強(qiáng)烈的吸引力，所以減少了硅膠對苯甲酸的吸附(1分)，而硅膠對四氯化碳的吸引力弱，所以硅膠易于吸附苯甲酸(1分)。1.離子型表面活性劑膠團(tuán)形成條件是表面活性劑的濃度CMC 和溫度克拉夫點(diǎn) 2. 表面張力又稱為表面（吉布斯）自由能 ，液體的表面張力的方向是垂直于表面的邊界指向液體方向并與表面相切。3. 水能潤濕潔凈玻璃，而水銀則不能。現(xiàn)將一根毛細(xì)玻璃管插入水中，管內(nèi)液面將 上升 ；如在管內(nèi)液面處加熱，則液面將 下降 ；當(dāng)毛細(xì)管插入水銀時，管內(nèi)液面將 下降 ；若在管內(nèi)液面處加熱，則液面將 上升 。4. 空氣中直徑0.01m的球形肥皂泡（表面張力為0.025N

12、m-1）所受附加壓力為 10Pa 5. 兩種表面活性劑A和B的HLB值分別為14.9和2.1，若用60的A和40的B混合，則復(fù)合表面活性劑的HLB值為 9.78 。6. 在一定T下，液滴越小，其飽和蒸汽壓就越 大 ， 而液體中氣泡越小，泡內(nèi)的液體飽和蒸汽壓則越 小 。7. 若將體積為1.0 m3的立方體分割為1000個等體積的小立方體，則小立方體的總表面積是原立方體表面積的 10 倍。10、AgI負(fù)溶膠在水中促使其粒子不發(fā)生聚并的主要原因是帶電、溶劑化作用 和 布朗運(yùn)動。11、8.半徑50的小水滴在1.01325105Pa外壓下的內(nèi)壓為 2.922107 Pa（水的表面張力為72.8103N/

13、m）。3. 列舉四種常見的亞穩(wěn)狀態(tài)過冷液體，過熱液體，過飽和蒸汽與過飽和溶液4. 亞穩(wěn)態(tài)能較長時間存在的原因皆在于新相難以形成，防止其發(fā)生的方法是加入新相種子。 6. z電位是膠體粒子所帶電量的真實(shí)值（錯）對/錯。7. 固體自身表面張力越低，則越難被液體所潤濕（對）對/錯。8. 只有兩性物質(zhì)組成的溶膠才有等電點(diǎn)（錯）對/錯。1. 憎液固體，其表面不能為液體所潤濕，其相應(yīng)的接觸角 90。4. 潤濕液體在毛細(xì)管中上升的高度與毛細(xì)管內(nèi)徑成 反 比，與液體的表面張力成 正 比。 液體在毛細(xì)管中上升的高度正比于附加壓力 6. z電位是膠體粒子所帶電量的真實(shí)值（錯）對/錯。7.當(dāng)表面活性物質(zhì)加入溶劑中后，

14、所產(chǎn)生的結(jié)果是d/dc 真溶液粗分散系 B. 粗分散系真溶液膠體分散系C. 膠體分散系粗分散系真溶液 D. 粗分散系膠體分散系真溶液14. 表面活性劑在結(jié)構(gòu)上的特征是( D )A. 一定具有磺酸基或高級脂肪烴基 B. 一定具有親水基C. 一定具有親油基 D. 一定具有親水基和憎水基15. 下列各性質(zhì)中不屬于溶膠動力學(xué)性質(zhì)的是( C )A布郎運(yùn)動 B. 擴(kuò)散 C. 電泳 D. 沉降平衡 6. 電動現(xiàn)象產(chǎn)生的基本原因是（ D）（A）外電場或外壓力的作用 （B）電解質(zhì)離子的作用（C）分散相粒子或多孔固體的比表面能高（D）固體粒子或多孔固體表面與液相界面間存在擴(kuò)散雙電層結(jié)構(gòu)7. 區(qū)別溶膠與真溶液和懸浮

15、液最簡單而靈敏的方法是（ C ）（A）乳光計(jì)測定粒子濃度（B）超顯微鏡測定粒子大小（C）觀察丁達(dá)爾效應(yīng)（D）測定電勢8. 江、河水中含的泥沙懸浮物在出?？诟浇紩恋硐聛恚蛴卸喾N，其中與膠體化學(xué)有關(guān)的是（ B ）（A）乳化作用 （B）電解質(zhì)聚沉作用（C）溶膠互沉作用 （D）破乳作用9. 霧屬于分散體系，其分散介質(zhì)是（ A）（A）氣體； （B）液體；（C）固體； （D）氣體或固體。10. 溶膠的基本特性之一是 ( C )(A)熱力學(xué)上和動力學(xué)上皆屬于穩(wěn)定體系(B)熱力學(xué)上和動力學(xué)上皆屬不穩(wěn)定體系 (C)熱力學(xué)上不穩(wěn)定而動力學(xué)上穩(wěn)定體系(D)熱力學(xué)上穩(wěn)定而動力學(xué)上不穩(wěn)定體系11. 一個玻璃毛細(xì)

16、管分別插入25 和75 的水中，則毛細(xì)管中的水在兩不同溫度水中上升的高度 ( C )(A)相同；(B)無法確定；(C)25水中高于75 水中；(D)75水中高于25水中 1. 在毛細(xì)管中裝入汞，當(dāng)在毛細(xì)管左端加熱，則管內(nèi)汞（D）。A.不發(fā)生移動 B. 左右來回移動C.向右移動 D. 向左移動3. 把大分子化合物加入溶膠中，使溶膠的穩(wěn)定性提高的主要原因是（B）。 A. 電勢因這些物質(zhì)的加入而升高 B. 大分子化合物將膠粒包裹起來，形成水化層(或者說膠粒表面上的大分子飽和層阻止了質(zhì)點(diǎn)間的聚集) C. 膠粒表面上大分子非飽和層具有敏化作用 D. 膠粒間的范德華吸引力減小5. 設(shè)壓力為P時，氣體在固體

17、表面上的覆蓋率和被吸附的體積分別為和V, Vm為達(dá)到單分子飽和吸附時被吸附氣體的體積， 假定吸附服從Langmiur吸附等溫式，則下列關(guān)系不確定的是（B）。 A. 1/ 1/P B. P C. 1/V 1/P D. P/V P9. 液體A在不互溶液體B上鋪展的條件是（B）。 AABA+B B. BA+AB C. AAB+B D. ABA+B4. 水蒸氣迅速冷卻到25時會發(fā)生過飽和現(xiàn)象。已知：25時水=0.07149Nm-1, 分子量18, =1000Kgm-3, 當(dāng)過飽和水蒸氣為水的平衡氣壓4倍時，試計(jì)算：在此過飽和的情況下，形成水滴的半徑 每一個這樣的水滴會有多少水分子？解：根據(jù)開爾文公式：四. 綜合題（15分） 論述表面活性劑的分類，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，膠束形態(tài)與表面活性劑的濃度關(guān)系以及基本作用。 (1) 表面活性劑按照其在水中是否電離，