膠體與表面化學(xué)期末復(fù)習(xí)資料(老馬押題小組出品)

1、第一章 緒論1.相：體系中物理化學(xué)性質(zhì)完全相同的均勻部分；2.界面：相與相之間的交界面；3.表面：一相為氣相的界面；4.比表面：單位體積或重量的物質(zhì)所具有的總表面積；5.膠體化學(xué)：研究膠體體系的科學(xué)；6.表面化學(xué)：研究發(fā)生在物質(zhì)表面或界面上的物理化學(xué)現(xiàn)象的一門學(xué)科；7.膠體：粒子大小1100nm，熱力學(xué)不穩(wěn)定，動力學(xué)穩(wěn)定，擴(kuò)散速度慢，不發(fā)生滲析，能通過濾紙，在超顯微鏡下可見；8.膠體分類：按分散介質(zhì)可分為“氣、液、固溶膠”。第二章 膠體的制備1.膠體制備的一般條件：分散相在介質(zhì)中的溶解度必須極小，反應(yīng)物濃度很稀，生成難溶物晶體顆粒很小，不具備長大條件；必須有穩(wěn)定劑存在；2.膠體制備方法： （一

2、）分散法機(jī)械分散法：適用于脆而易碎的物質(zhì)，對于柔韌性物質(zhì)必須先硬化再粉碎。 電分散法 ：將金屬做成兩個(gè)電極，浸在水中，盛水的盤子放在冷浴中。在水中加入少量氫氧化鈉做穩(wěn)定劑。制備時(shí)在兩電極上施加100V左右的直流電，調(diào)節(jié)電極間距離，使之發(fā)出電火花，這時(shí)表面金屬蒸發(fā)，是分散過程，接著金屬蒸汽立即被水冷卻而凝聚成凝膠。 超聲波分散法：將分散相和分散介質(zhì)兩種不混溶的液體放在樣品管中，樣品管固定在變壓器油浴中。在兩電極上通入高頻電流，使電極中間的石英片發(fā)生機(jī)械震蕩，使樣品管中的兩個(gè)液相均勻地混合成乳狀液。 溶膠分散法：新生成的沉淀中加入電解質(zhì)或改變體系溫度而形成溶膠體系。 （二）凝聚法：用物理方法或化學(xué)

3、反應(yīng)使分子、離子狙擊成膠體粒子的方法。 （1）物理凝聚：將蒸汽狀態(tài)或溶解狀態(tài)的物質(zhì)凝聚成膠體狀態(tài)的方法。 蒸汽驟冷法；更換溶劑法； （2）化學(xué)凝聚：通過各種化學(xué)反應(yīng)使生成物呈過飽和狀態(tài)。使初生成的難溶物微粒結(jié)合成膠粒，在少量穩(wěn)定劑存在的條件下形成溶膠。3.溶膠的凈化方法 （一）粗粒子：過濾、沉降、離心； （二）電解質(zhì)：滲析、電滲析、超過濾、滲透與反滲透4.單分散溶膠定義：溶膠粒子的尺寸、形狀、結(jié)構(gòu)都相同的溶膠體系；5.單分散溶膠制備理論（LaMer）控制溶質(zhì)的過飽和濃度，使之略高于成核濃度，爆發(fā)式成核。晶核形成后，使溶液濃度迅速降低，低于最低成核濃度但略高于飽和濃度，使已形成晶核以相同的速度長

4、大，形成單分散溶膠。第三章 溶膠的運(yùn)動性質(zhì)1.Brown運(yùn)動：1827年，植物學(xué)家Brown在顯微鏡下觀察到懸浮在液面的花粉粒子不斷地做著無規(guī)則運(yùn)動。2.擴(kuò)散定義： 由于分子熱運(yùn)動和Brown運(yùn)動，在有濃度梯度存在時(shí)，可以觀察到膠體粒子從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)定向遷移的現(xiàn)象。3.Brown運(yùn)動和擴(kuò)散關(guān)系：Brown運(yùn)動是擴(kuò)散的微觀基礎(chǔ)，擴(kuò)散是Brown運(yùn)動的宏觀表現(xiàn)。4.丁達(dá)爾效應(yīng) 定義：若令一束會聚光通過溶膠，從側(cè)面可看見一明亮光帶。 本質(zhì)：光是一種電磁波，照射到溶膠時(shí)，分子表面電子分布發(fā)生位移從而產(chǎn)生受迫振動，這種偶極子像小天線一樣向四周發(fā)射和入射光頻率相同的光，這就是散射光，5.散射光光強(qiáng)影

5、響因素：與入射光波長的四次方成反比；與單位體積粒子數(shù)成正比；與每個(gè)粒子體積平方成正比；和分散相的折射率與分散介質(zhì)的折射率的差值成正比。6.電學(xué)性質(zhì)：主要指膠體體系的電動現(xiàn)象；7.電泳：在外加電場作用下，膠體粒子做定向遷移的現(xiàn)象。8.電滲析：在外加電場作用下，帶電的介質(zhì)流經(jīng)多孔膜或毛細(xì)管作定向移動。9.流動電勢：含有離子的液體在外力的作用下，流經(jīng)多空塞或毛細(xì)管時(shí)會產(chǎn)生電勢差，這種因帶電介質(zhì)流動產(chǎn)生的電勢稱為流動電勢。10.沉降電勢：在重力場或離心力場作用下，帶電的分散相粒子在分散介質(zhì)中迅速沉降，使底層和頂層粒子濃度懸殊，從而產(chǎn)生電勢差，即為沉降電勢。11.質(zhì)點(diǎn)表面電荷來源： 電離 吸附 晶格取代

6、：粘土礦物中的硅氧四面體中的硅離子被鋁離子取代，鋁氧八面體中的鋁離子被鎂離子、鈣離子、亞鐵離子取代從而使粘土顆粒帶負(fù)電。 非水物質(zhì)帶電：由于質(zhì)點(diǎn)和介質(zhì)爭奪電子能力不同，而使介質(zhì)帶負(fù)電。12.膠團(tuán)結(jié)構(gòu) 校核：組成膠粒核心的固態(tài)顆粒； 膠粒：校核和一部分反粒子形成膠粒； 膠團(tuán)：膠粒與擴(kuò)散層中所有的反粒子形成膠團(tuán)； 溶膠：膠團(tuán)分散于介質(zhì)中形成溶膠。13.法楊司法則：能與晶體組成粒子形成不容物的離子優(yōu)先被吸附，但優(yōu)先吸附相同成分的離子。14.膠體流型： 塞流：流動慢，速度大約一致； 層流：分層流動，每層都不同； 紊流：不規(guī)則，亂流；15.牛頓流體：剪切應(yīng)力和剪切速率成正比關(guān)系。16.塑性流體： 不過原

7、點(diǎn)，在t軸上有截距t0 ； 在低剪切速度為曲線（網(wǎng)格破壞小于網(wǎng)格形成速度）； 中高剪切速率范圍為直線段；17.假塑性流體： 曲線過原點(diǎn)，一觸即動（無網(wǎng)格結(jié)構(gòu)或有脆弱且不連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）； 沒有直線段（剪切速率增大，體系中不規(guī)則狀態(tài)的粒子沿流動方向轉(zhuǎn)向或形變，流動阻力減小。18.膠體的穩(wěn)定性：指膠體的某種性質(zhì)（分散相濃度、顆粒大小、體系粘度、密度）有一定穩(wěn)定性。19.熱力學(xué)穩(wěn)定性：膠體為多分散體系，有巨大的界面能，熱力學(xué)不穩(wěn)定；20.動力學(xué)穩(wěn)定性：指在重力場和離心力場中，膠粒從分散介質(zhì)中離析的程度；21.聚集穩(wěn)定性：指體系的分散度是否隨時(shí)間變化；22.DLVO理論：溶膠在一定條件下是穩(wěn)定還是聚沉

8、，取決于粒子間的相互吸引力和靜電斥力，若斥力大于吸引力，則溶膠穩(wěn)定，反之不穩(wěn)定。23.DLVO理論基本觀點(diǎn)：膠粒帶電，使粒子間產(chǎn)生靜電斥力。同時(shí)，膠粒表面水化，具有彈性水膜，也起到斥力的作用，從而阻止膠粒的聚集。24.膠體勢能：膠團(tuán)之間存在著斥力勢能和引力勢能，系統(tǒng)的總勢能是斥力勢能和引力勢能的和。 膠團(tuán)距離較遠(yuǎn)時(shí)，離子場未重疊，吸引力起主導(dǎo)作用，總勢能為負(fù)值； 距離縮短，離子場重疊，斥力起主導(dǎo)作用，總勢能由負(fù)變正，達(dá)到一定距離時(shí)，總位能達(dá)到最大值，即能峰，越過能峰，總勢能急劇下降； 距離很近，吸引力占優(yōu)，總勢能為負(fù)值 再靠近，斥力勢能又激增，意味兩粒子不可無限重合。25.聚沉值：使一定量溶膠

9、在一定時(shí)間內(nèi)完全聚沉所需的電解質(zhì)最小濃度，離子價(jià)數(shù)越低，其聚沉值越大。26.聚沉能力：是聚沉值的倒數(shù)，聚沉值越大的電解質(zhì)，聚沉能力越小。27.敏化作用：當(dāng)加入大分子物質(zhì)的量少時(shí)，憎液溶膠膠粒粘附于大分子上，大分子起一定的橋梁作用，把膠粒聯(lián)系在一起，使之更容易聚沉。28.金值：當(dāng)憎液溶膠中加入足量大分子溶液后，大分子吸附在膠粒周圍，起保護(hù)溶膠作用，用金值作為大分子保護(hù)溶膠能力的量度，金值小，保護(hù)能力強(qiáng)。第四章 界面現(xiàn)象與吸附1. 凈吸力：相界面上的分子收到一個(gè)垂直于液體表面，指向液體內(nèi)部的“合吸力”，常稱為凈吸力；2. 表面張力：增加單位面積所消耗的功；3. 表面自由能：相界面上的分子受力不平衡

10、，合力指向液體內(nèi)部，使相界面上的分子有向溶液內(nèi)部運(yùn)移的趨勢和能量，這個(gè)趨勢和能量就是表面自由能。4. 分子間引力引起凈吸力，凈吸力引起表面張力；表面張力與液面相切或平行，而和凈吸力相互垂直；5. 測定液面表面張力的方法： 毛細(xì)管上升法； 環(huán)膜法； 氣泡最大壓力法； 旋滴法；6. 飽和蒸汽壓：一定溫度下與液體處于相平衡的蒸汽所具有的壓力；7. 潤濕現(xiàn)象：表面上的一種流體被另一種流體所取代的過程，即固體表面上的氣體被液體取代的現(xiàn)象；8. 粘附功：在沾濕過程中，等溫等壓條件下，單位面積液面與固體表面粘附時(shí)對外所做的 最大功；9. 潤濕角：液體滴在固體表面上，在平衡液滴的氣、液、固三相交界點(diǎn)處做氣-液

11、界面的切線，此切線與固-液交界線之間的夾角。10. 鋪展系數(shù)：恒溫恒壓下，鋪展單位面積時(shí)，體系表面自由能的降低或?qū)ν庾龅墓Γ?1. 浸潤熱：恒溫恒壓下，浸潤單位面積固體體系表面自由焓的變化；第五章 表面活性劑1. 表面活性劑：一種在很低濃度就能夠大幅度降低溶劑的表面張力或者液-液界面張力，改變體系的界面狀態(tài)，從而產(chǎn)生潤濕、反潤濕、乳化、破乳、分散、聚集、氣泡、消泡以及增溶等一系列作用的化學(xué)物質(zhì)。2. 表面活性劑分類：（一） 按離子類型分類：（1） 離子型 陽離子型a 羧酸鹽b 磺酸鹽c 硫酸酯鹽d 磷酸酯鹽 陰離子型a 伯胺鹽b 仲胺鹽c 叔胺鹽d 仲胺鹽兩性型a 氨基酸型b 甜菜堿型（2）

12、非離子型a 聚氧乙烯型b 多元醇型（二） 按溶解性分類：水溶性表面活性劑、油溶性表面活性劑；（三） 按分子量分類：高分子、中分子、低分子；（四） 按用途分類：潤濕劑、乳化劑、增溶劑、分散劑、絮凝劑、起泡劑、消泡劑3. Krafft點(diǎn)：離子型表面活性劑在低溫時(shí)溶解度較低，隨著溫度升高，溶解度緩慢升高，達(dá)到某一溫度后其溶解度迅速增加，這個(gè)溫度稱為Krafft點(diǎn)。（Krafft點(diǎn)越低越親水）4. 濁點(diǎn)：非離子型表面活性劑的溶解度隨著溫度升高而降低，當(dāng)溶液出現(xiàn)渾濁時(shí)的溫度稱為非離子表面活性劑的濁點(diǎn)。（濁點(diǎn)越高越親水）5. HLB值：親油親水平衡值，表征表面活性劑分子親油親水特性的參數(shù)。6. HLB值的

13、計(jì)算：現(xiàn)用的HLB值均以石蠟的HLB值=0，油酸的HLB值=1，油酸鉀HLB值=20，十二烷基硫酸鈉HLB值=40，非離子表面活性劑HLB值處于120之間，離子型表面活性劑HLB值在2040之間。7. 膠束的定義：表面活性劑是兩親分子，溶解在水中達(dá)到一定濃度時(shí)，其非極性部分會自相結(jié)合，形成聚集體，使憎水基向內(nèi)，親水基向外，這種多分子聚集體稱為膠束。8. 臨界膠束濃度（CMC）：膠束開始明顯形成時(shí)溶液中表面活性劑濃度。9. CMC測定方法：表面張力法、電導(dǎo)法、折光指數(shù)法、染料增溶變色法；10. 影響CMC的因素 同系物中，若親水基相同，親油鏈越長，CMC越?。?親油基中烷基相同時(shí)，非離子表面活性

14、劑的CMC比離子型表面活性劑小得多； 親油基中烷基相同時(shí)，無論是離子型還是非離子型，親水基的親水基越強(qiáng)，則CMC較大，但影響較?。?分子中原子種類和個(gè)數(shù)皆相同的活性劑，親水基變化程度越高，CMC越大； 含氟表面活性劑的CMC比同類型、同碳數(shù)的活性劑CMC小得多； 無機(jī)鹽對表面活性劑CMC影響顯著； 長鏈極性有機(jī)物對CMC也有影響，鏈越長，對CMC影響越大。 混合表面活性劑對CMC的影響：離子型表面活性劑的混合物對CMC的影響： 兩個(gè)鏈長不同的表面活性劑的同系混合物，鏈越長，降低CMC的能力越強(qiáng)；12. 吸附：某一組份在相界面上濃集、聚集、富集的現(xiàn)象；13. 增溶作用：表面活性劑使難溶或微溶于水

15、的有機(jī)物的溶解度顯著增加的作用。第六章 乳狀液1. 乳狀液定義：乳狀液是指兩種不相混溶的液體，其中一種液體以極小的液滴的形式均勻分散到另一種液體當(dāng)中構(gòu)成的分散體系。2. 類型：O/W W/O 多重乳狀液（W/O/W或O/W/O）3. 乳狀液的制備（一） 混合方式 機(jī)械攪拌 膠體磨 超聲波乳化器 均化器（二） 乳化劑的加入 轉(zhuǎn)相乳化法 瞬間成皂法 自然乳化法4. 影響分散度的因素：分散方法、分散時(shí)間、乳化劑濃度；5. 乳狀液類型的鑒別：稀釋法、染色法、導(dǎo)電法、觀測法、濾紙潤濕法；6. 乳狀液類型影響因素：分散相體積、幾何因素、液滴聚結(jié)速度、乳化劑的溶解度；7. 乳狀液穩(wěn)定性影響因素：乳狀液是熱力

16、學(xué)不穩(wěn)定體系、油水間界面膜的形成、界面電荷、乳狀液的粘度、粉末乳化劑的穩(wěn)定作用；8. 破乳方法：化學(xué)法、頂替法、電破乳法、加熱法、機(jī)械法；9. 微乳液：由水、油、表面活性劑、助表面活性劑等四個(gè)組份以適當(dāng)?shù)谋壤园l(fā)形成的透明或半透明的穩(wěn)定體系，稱之為微乳狀液（0.010.20m之間）第七章 吸附作用和吸附劑1. 吸附作用：因?yàn)槲矬w表面上的原子或分子力場的不飽和，有吸引其他分子的能力。2. 吸附質(zhì)：被吸附的物質(zhì)（氣體或液體）3. 吸附劑：吸附別的物質(zhì)的物質(zhì)，吸附劑為固體且常為多孔性固體；4. 物理吸附和化學(xué)吸附物理吸附化學(xué)吸附吸附力范德華力化學(xué)鍵力吸熱學(xué)近似于液化熱，約幾千卡/克分子近似于反應(yīng)熱，

17、大約10卡/克分子選擇性無有吸附層單層或多分子層單分子層吸附速度快，不需要活化能慢，需要活化能可逆性可逆不可逆發(fā)生吸附的溫度低于吸附臨界溫度遠(yuǎn)高于吸附質(zhì)費(fèi)點(diǎn)聯(lián)系：區(qū)別不是絕對的，有時(shí)兩者相伴發(fā)生； 在同一吸附系統(tǒng)，低溫下是物理吸附，高溫下是化學(xué)吸附，物理吸附可為化學(xué)吸附提供能量、創(chuàng)造條件； 無論是物理吸附還是化學(xué)吸附，隨著溫度升高，吸附量減?。ǚ艧徇^程）；5吸附曲線：固體吸附氣體時(shí)，吸附量和溫度、壓力的關(guān)系曲線；6.吸附等溫線：一定溫度下，改變氣體的壓力，測定平衡吸附量，做吸附量壓力曲線 ，此曲線稱為吸附等溫線。 7.吸附等壓線：一定壓力下，改變氣體的溫度，測定平衡吸附量，做吸附量溫度曲線。8

18、.Langmuir吸附等溫式：基本假設(shè)： 只有碰撞在空白表面的分子才能被吸附（彈性碰撞），若分子碰撞在已被吸附的分子上，則產(chǎn)生彈性碰撞； 任何吸附分子從固體表面躍回氣相的可能性不受周圍氣體分子影響（分子間無作用力） 無論分子吸附在哪一個(gè)位置，所釋放出的熱量都是相同的（固體表面均勻）第八章 凝膠1. 凝膠：具有固體特征的膠體體系。被分散物質(zhì)形成連續(xù)的網(wǎng)狀骨架，骨架空隙中充有液體或氣體，分散相含量低，一般在1%3%之間。2. 膠凝過程：指一定濃度的溶膠或高分子溶液在放置過程中自動形成凝膠的現(xiàn)象；3. 分類：按質(zhì)點(diǎn)的性質(zhì)和連結(jié)特點(diǎn)： 彈性凝膠：是由柔性大分子（聚合物）形成凝膠，具有可逆性，形成的凝膠體系具有彈性； 非彈性凝膠：由剛性質(zhì)點(diǎn)，溶膠形成的非彈性凝膠，剛性，不可逆（二氧化硫、二氧化鈦、五氧化二釩、三氧化二鐵）4. 制備方法：改變溫度、加入非溶劑、加入鹽類、化學(xué)反