胶体表面化学期末简答题复习

2026/1/27 2:14:30

膜而使乳状液稳定。亲水性固体如二氧化硅、蒙脱土等可作为制备O/W型乳化液的乳化剂;亲油性固体如石墨可作为W/O型乳化剂。 凝胶的结构及特点

(1).结构分类:(a)球形质点相互联结,由质点联成的链排成三维的网架,(b)棒状或片状质点搭成的网架,(c)线性大分子构成的凝胶,在骨架中一部分分子链有序排列构成微晶区,(d)线性大分子因化学交联而形成凝胶

(2).凝胶结构间的区别主要表现在质点的形状、质点的刚性或柔性和质点之间联结的特殊方式。

(a)质点的形状:质点形状对形成凝胶所需的最低浓度值有明显的影响。形状越不对称,所需的浓度越低。

(b)质点的刚性或柔性:柔性大分子通常形成弹性凝胶,而刚性质点形成非弹性凝胶,这两类凝胶的许多性质都不一样。

(c)网状结构中质点联结的性质,①靠质点间的分子吸引力形成的结构,这类结构不稳定,往往具有触变性,在外里作用下结构遭到破坏,静置后又可复原。②靠氢键形成结构,主要是蛋白质,结构较前类牢固些,比较稳定。③靠化学键形成网状结构,这类结构非常稳定。这类凝胶在吸收液体后只能发生有限膨胀,加热后也不会变成无限膨胀。 杜南平衡

小离子既能通过半透膜,又要受到不能透过半透膜的大分子的影响,从而使小离子在膜的内外两边分布不均匀,这种不均匀的分布平衡称为Donnan平衡。 凝胶的分类

(1)弹性凝胶:由柔性的线性大分子物质形成的凝胶。

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。此凝胶经脱水干燥又成干胶,并可如此反复下去,说明这一过程是完全可逆的,故又称为可逆凝胶。

(2)非弹性凝胶:由刚性质点溶胶所形成的凝胶。在吸收或脱除溶剂后刚性凝胶的骨架基本不变,所以体积也无明显变化

这类凝胶脱水干燥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,此类凝胶也称为不可逆凝胶。 沉降

溶胶是高度分散体系,胶粒一方面受到重力吸引而下降,另一方面由于布朗运动促使浓度趋于均一。当这两种效应相反的力相等时,粒子的分布达到平衡,粒子的浓度随高度不同有一定的梯度。 自然界中气泡、小液滴都呈球形

液膜和液体表面都具有表面自由能,表面自由能越低,系统越稳定,所以为了降低表面自由能,液体表面都有自动收缩的趋势。而球形是相同体积的物体具有表面积最小的一种形式,所以气泡和小液滴都呈球形。 5.Rayleigh散射定律

c为单位体积中质点数,v为单个粒子的体积,?为入射光波长,n1、n2分别为分散介质和分散相的折射率.

①散射光强度与入射光波长的四次方成反比。入射光波长愈短,散射愈显著。所以可见光中,蓝、紫色光散射作用强。

②分散相与分散介质的折射率相差愈显著,则散射作用亦愈显著。若n1=n2 则无散射现象

③散射光强度与单位体积中的粒子数成正比。

④散射光强度与粒子体积的平方成正比。在低分子溶液中,散射光极弱,因此利用丁道尔现象可以鉴别溶胶和真溶液。 固体表面的特点

a.固体表面分子(原子)移动困难,固体可能存在各向异性,向不同方向施力以形成新表面所做的功不同。

b. 固体表面组成不同于体相内部,固体表面因原子间距离的改变而引起表面积的变化,不需对体相原子做功将其拉到表面。

c. 固体表面是不均匀的,表面不均匀性表示不同表面区域原子所处微环境有差异,因而受周围原子的作用力也就不同。

溶胶体系的稳定性

a.热力学上为不稳定体系:胶体体系是多相分散体系,有巨大的界面能。

b.动力学上的稳定体系:溶胶粒子较小,布朗运动激烈,因此在重力场中不易沉降,即具有动力学稳定性。

c.聚结稳定性:由于胶团双电层结构的存在,胶粒都带有相同的电荷,相互排斥,故不易聚沉。这是溶胶稳定存在的最重要原因

d.水化膜:在胶团的双电层中反离子都是水化的,因此在胶粒外有一层水化膜,它阻止了胶粒的相互碰撞而导致胶粒结合变大。 表面活性剂的结构特点

表面活性剂结构分两部分,一部分是与油有亲和性的亲油基(也称憎水基),另一部分是与水有亲和性的亲水基(也称憎油基)。这种结构使它溶于水后,亲水基受到水分子的吸引,而亲油基受到水分子的排斥。虽然表面活性剂的结构是两亲分子,但并不是所有两亲分子都是表面活性剂,只有亲油部分有足够长度的两亲性物质,才是表面活性剂。 乳化剂的选择

(1)选择的一般原则:

①乳化剂大多有良好的表面活性,能降低表面张力,在欲形成的乳状液外相中有良好的溶解能力

②乳化剂在油水界面上能形成稳定的和紧密排列凝聚膜 ③水溶性和油溶性乳化剂的混合使用有更好的乳化效果 ④乳化剂应能适当增大外相黏度,以减小液滴的聚集速度 ⑤满足乳化体系的特殊要求

⑥要能用最小的浓度和最低的成本达到乳化效果;乳化工艺简单。 (2)选择乳化剂的常用方法: ①HLB法 ②PIT法

化学吸附的特点:

(1). 吸附力是由吸附剂与吸附质分子之间产生的化学键力,一般较强。 (2). 吸附热较高,接近于化学反应热,一般在40kJ/mol以上。

(3). 吸附有选择性,固体表面的活性位只吸附可与之发生反应的气体分子,如酸位吸附碱性分子,反之亦然。

(4). 吸附很稳定,一旦吸附,就不易解吸。

(5). 吸附是单分子层的。

(6). 吸附需要活化能,温度升高,吸附和解吸速率加快。

总之:化学吸附相当于吸附剂表面分子与吸附质分子发生了化学反应,在红外、紫外或可见光谱中会出现新的特征吸收带。 高分子溶液与憎液溶胶的异同点: (1).相同点: ①颗粒尺寸在1nm-1μm ②扩散速度缓慢 ③不能透过半透明 (2).不同点:

①聚合物同溶剂有亲和力,能自动溶解在溶剂中;溶胶是不会自动分散到分散介质中。

②高分子溶液是真溶液,溶解后聚合物以分子形式均匀分散在溶剂中,无明确界面,溶解、沉淀是热力学可逆的,浓度不随时间而变,处于热力学稳定状态。溶胶是热力学不稳定体系,添加稳定剂后才会有一定程度的动力学稳定性。 ③高分子溶液是均相体系,丁达尔效应弱。溶胶是多相体系,丁达尔效应强。 ④高分子溶液的黏度比溶胶的大得多。

⑤高分子溶液性质依赖于分子量,而聚合物的多分散性又使溶液性质的研究复杂化。溶胶的很大一部分性质是与颗粒大小有关的,颗粒大小的多分散同样使溶胶性质的研究复杂化。

在滴管内的液体,必须给橡胶帽加压时液体才能滴出,并呈球形

因在滴管下端的液面呈凹形,即液面的附加力是向上的,液体不易从滴管滴

出。若要使液滴从管端滴下,必须在橡胶帽加以压力,使这压力大于附加压力,此压力通过液柱而传至管下端液面而超过凹形表面的附加压力,使凹形表面变成凸形表面,最终使液滴滴下。刚滴下的一瞬间,液滴不成球形,上端呈尖形,这时液面各部位的曲率半径都不一样,不同部位的曲面上所产生附加压力也不同,这种不平衡的压力迫使液滴自动调整成球形,使液滴具有最小的表面积以降低能量。

在进行蒸馏实验时,要在蒸馏烧瓶中加些碎瓷片或沸石,以防止暴沸

若无碎磁片或沸石,液体内部不易形成新相(气相),因形成新相的刹那,该


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