《界面化学》模拟试卷

《《界面化学》模拟试卷》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《界面化学》模拟试卷（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 1 硕士研究生 2010 级 界面化学 模拟试卷 1. 名词解释 (闭 卷 ) (1)电渗：在外电场作用下，分散介质相对于静止的带电固体表面作定向运动。固体可以是毛细管或多孔性滤板。电渗是电泳的反现象。（课件第二讲第 29张） 电泳：在外电场作用下，胶体粒子相对于静止介质作定向运动。 (2)滑动面 :在外加电场作用下，带不同电荷的两相向相反的方向运动，相对运动的边界称为滑动面，位于靠近表面的液体内部。 (3)胶束或胶团 : 当表面活性剂得浓度达到一定值后，多个表面活性剂分子（或离子）的疏水基团相互缔合，亲水基团朝向水相，形成胶体 粒子大小的聚集体成为胶团，称为胶束 。 （溶液中表面活性剂分子

2、的结合体） (4)Cloud 点 : 非离子型表面活性剂的溶解度 往往会随温度上升而降低，升至一定温度时会出现浑浊，经放置或离心可得到两个液相。此温度被称为该表面活性剂的 浊点（ Cloud Point） 。（课件第十讲第 20张） (5)Kraft 点（克拉夫点） : 离子型表面活性剂的溶解度在温度上升到一定值时会陡然上升，此温度称做该表面活性剂的 Krafft点。 （课件第十讲第 20张） (6)聚电解质 : 也称高分子电解质 ， 是一类在分子链上带有许多可解离基团的高聚 物。其特点是高的分子量和高的电荷密度。（课本 P543） (7)超低界面张力；现在一般把 1，所以粗化表面的 cos

3、的绝对值比平滑表面的 cos绝对值大。这就是说，当 90 时，固体表面越粗糙，润湿性越差。即随 着表面粗糙程度的增加，容易润湿的表面变得更容易润湿，而难润湿的表面变得更难润湿。） （ 12）在推导 BET吸附等温式（多分子层吸附理论）时，假设条件之一是各种分子层的吸附速度和脱附速度相等。 （ ） （原因：几点假设：（ 1）第一层的吸附热 Q1是常数；（ 2）第二层及以后各层的吸附热都一样，而且等于液化热 QL；（ 3）吸附到 S0 上的速度要和 S1 层脱附的速度相等，同样，在 S1 上的吸附速度等于从S2上的脱附速度，依此类推；（ 4）认定第二层以上的吸附、脱附性质和液态吸附质的蒸发、凝聚是

4、一样的，换言之，就是将第二层以上的吸附看作液体。） 3. 填空题 (闭卷 ) （ 1）胶体化学研究的对象包括 分散体系、界面现象以及有序组合体（高分子溶液） 。 （课件第一讲第 7张） （ 2）胶粒或界面带电的来源有 电离、离子吸附、晶格取代、离子的溶剂化作用、两相对电子的亲和力不同 。（课件第二讲第 3338张） （ 3）电动现象主要包含 电泳 、 电渗 、 流动电势 和 沉降电势 四种。 （ 4）溶胶的颜色决定于 溶胶对光的选择性吸收和光的散射 。（课件第二讲第 25 张） （ 5）使用显微电泳法测定胶体粒子电泳速度时，电泳管中的液体存在静止层，产生静止层的原因是 vP 在整个管中应为定值

5、，但 vL 则随液层深度而变化。在靠近管壁处 vL 受电渗流动控制，在管中心则受反流控制。因此必定存在某个液层深度，该处的液体的电渗速度恰与反流速度相抵消，于是 vL=0， 4 这一位置称为静止层。（课件第三讲第 39张） （ 6） 使用光散射法和超速离心法测出的高分子平均分子量分别是 重均分子量 和 Z 均分子量 平均分子量。（课本 P521） （ 7）泡沫破坏的主要原因是 液膜的排液，膜的破裂及气体的扩散 。 (第十一讲第九十八页 ) （ 8）在气体吸附的五种等温线类型中， 、 属于吸附剂是非孔性的，且吸附空间没有限制。（第七讲第六十页） （ 9）根据 Stokes沉降公式，球形粒子的沉降

6、速度与 粒子半径、颗粒与介质的密度差、介质粘度 和重力加速度 等因素有关。 （第二讲第十页） （ 10 ） 浊 度 计 是 根 据 散 射 光 强 度 与 单 位 体 积 的 质 点 数 c 成 正 比 原理来检测自来水中固体悬浮物含量的。（第二讲第二十三页） （ 11）电动电势一般采用 电泳 方法测定，其值的大小通常在 ：几十 mv几百 mv范围内（见第 3讲最后） 范围。一般来讲，只有当电动电势的绝对值大于 30mv（见第 4讲第 2小节） 时，胶体才有可能比较稳定。 （ 12）胶体的动力稳定性是指 ： 由于胶粒很小，强烈的 Brown运动能阻止其在重力场中的沉降，因而具有动力稳定性 。

7、（ 13）单分散溶胶是指 ： 颗粒的大小、形状和化学组成完全一致的溶胶，一般制得溶胶均是多分散性的 。 （见第 1讲单分散溶胶） （ 14）测定液体表面张力的方法有 ： 毛细管上升法、环法、吊片法、最大压差法、滴体积法、停滴法、悬滴法 。 （ 15）润湿的类型包括 沾湿 、 浸湿 和 铺展 。 （ 16）低能固体表面是指 有机固体表面，如石蜡和高分子化合物。它们的表面自由能低于 100 mJ/m2。 （ 17）乳状液的类型取决于 乳化剂的性质与结构。 （ 18）影响乳状液稳定最主要的一个因素是 界面膜的性质（强度与紧密程度）。 （ 19）颗粒粒度分析法有 筛分法、光学显微镜计数法、电泳法、计算

8、机图像 成像法、电感应法、重力沉降法、离心分析法、激光衍射散射法、（后三种是课件中提到的） ，其中 激光衍射散射法中的激光粒度分析仪 应用最为广泛。 （ 20）双子表面活性剂是指 通过化学键将两个或两个以上的同一或几乎同一种表面活性剂单体在亲水头基或靠近亲水头基附近用联接基团将这两亲成份联接在一起，形成的一种表面活性剂 此图为示意图 。 （ 21）可通过 改性，复配，将直链结构变为带有支链结构的分子（没找到的，自己理解的） 5 等途径提高高分子的耐 盐性能。 4. 问答题 (部分闭卷、部分开卷 ) （ 1）若胶体颗粒表面带 20 个单位的负电荷，特性吸附离子为 4个铝离子，溶液中的电解质为氯化

9、钠，请画出双电层结构，并在电势 -距离坐标图中标出滑动面的位置，电动电势的大小。若往溶液中进一步添加氯化钠，双电层结构如何变化？图示说明。 （ 2）试推导 Langmuir 吸附等温式方程。（课件第七讲 第 65 张 ） 答： Langmuir在推导时作了如下假设： 吸附是单分子层的，只有碰在空白处才有可能被吸附； 气体在吸附时不受气体分子的影响； 表面是均匀的，发生吸附时，能量 相同，吸附热相同 定义覆盖度 = S1/S S1 吸附了气体的位置（位）； S 表面总吸附位置。 当吸附平衡时，吸附速度与脱附速度相等，于是有， 吸附速度 )1( auV吸 ； a 吸附几率， u 碰撞分子数。 脱附

10、速度 脱V ，所以 ,uau1a. 由分子运动论得，pmkTpu 2p 气体压力； m 气体分子质量； k Boltzman常数。 代入得：bpbp1,pmkTab 2 1 若以 Vm表示每 g吸附剂盖满单分子（ =1）时的饱和吸附量， V表示吸附平衡压力为 p时的吸附量，mVV .所以， bpbpVVm 1,或bpbpVV m1b 吸附系数，主要受温度和吸附热的影响，吸附热 q 增大， b也增大，但 T 升高， b减小。 （ 3）简述 制备溶胶的各种方法和原理。（课件第一讲第 14张） 答： （ 1）分散法 研磨 使用球磨机和胶体磨。 超声波分散法 6 在电极上加高频高压交流电，使石英片发生

11、同频机械振荡，此高频机械波经变压器油传入试管内后，即产生相同频率的疏密交替波，对分散相产生很大的撕碎力，从而使分散相均匀分散。 胶溶法 如许多不溶性沉淀，当加入少量某种可溶性物质或洗去体系中过多的电解质时，能自动地分散变成胶体。这种使沉淀变成胶体的方法叫做胶溶法。所加可溶性物质叫胶溶剂，这个过程叫胶溶作用。 （ 2）凝聚法 由分子或离子分散聚集成胶体 粒子的方法。 化学凝聚法 物理凝聚法 晶核的生成速度 V1 ，晶核的成长速度 V2。 若 V1V2，则溶液中形成大量晶核，所得粒子的分散度较大，有利于形成溶胶；若 V2V1，所得晶核极少，而晶核成长速度很快，故粒子得以长大并产生沉淀。 （ 4）简

12、述 DLVO理论。（课件第四讲第 14张） 1 胶粒间的 Vander wadls 引力势能 分子间的 Vander waals 引力包括诱导力，偶极力和色散力，其大小与分子间距的六次方成反比，也称六次律。胶粒是大量分子的聚集体， Hamaker假设，胶粒间的相互作用等 于组成它们的各分子对之间相互作用的加和。两等同球形粒子： HArE 12A ；两平行的等同平板粒子：2A 12 HAE 2 双电层的斥力势能 因带电胶粒所带电荷的影响，在其周围形成双电层，使 Stern层和扩散层中的反离子浓度高于体相中的浓度。而在扩散层以外任何一点不受胶粒电势的影响，因为胶粒所带电荷对它的作用被双电层中反离子

13、的作用抵消。 由于这种反离子氛的 “ 屏蔽作用 ” ，当两粒子的扩散层不重叠时，它们之间不产生任何斥力。当两粒子的扩散双电层发生重叠时，胶粒对重 叠区的作用不能被反离子氛完全屏蔽。重叠后反离子浓度增大，这样既 破坏了扩散层中的离子平衡分布 ，又 破坏了双电层的静电平衡。 前一种平衡的破坏使离子自浓度大的重叠区向未重叠区扩散，从而产生渗透性的排斥力；后一种平衡的破坏引起胶粒间的静电性斥力。它们的大小与粒子的形状有关。 3 胶粒间的总相互作用势能 （ 1）随离子之间距离的增大， EA 下降速度比 ER缓慢的多，当胶粒间距很大时，粒子间无相互作用，E 为零。 （ 2）两粒子靠近时，首先起作用的是引力

14、势能，因而 E 呈负值。随着距离缩短， ER的影响逐渐大于EA（有时会出现一个极小 值，负值，为引力），因而 E逐渐增大变为正值。 （ 3）但靠近一定距离后， EA的影响又超过 ER， E重新变为负值，且变化过程中出现一个峰值，称为势垒。 （ 4）当胶粒相距极近时，由于电子云的相互作用而产生 Born 斥力势能而使 E 急剧上升，又形成一个极小值（第一极小值）。 7 （ 5）说明表面活性剂的 HLB 值、结构与使用性能的关系。（课件第 11讲第 61张） 答： HLB 值比较低，表示某表面活性剂亲油性较强，若 HLB 值较高，则表示其亲水性较强。由经验得知，通常 HLB 值为 3 6 的 表面

15、活性剂可用作 W/O 型乳状液 的乳化剂 ， HLB 值为 8 18 的 表面活性剂可用作 O/W 型乳状液 的乳化剂， HLB 值为 12 15 的 表面活性剂可用作润湿剂， HLB 值为 13 15 的 表面活性剂可用作洗净剂， HLB 值为 15 18 的 表面活性剂可用作增溶剂。 结构： 起泡剂：（ 1）非极性部分的烃链最好没有分支，因没有分支的结构更有利于泡沫中表面活性剂吸附层的非极性部分的横向结合；（ 2）非极性部分若有苯基，则苯基最好在烃基的一端，若苯基上有烃基和亲水基，则当它们处于对位时，有较好的稳定泡沫的能力；（ 3）有两个或两个 以上亲水基的表面活性剂不宜做起泡剂。 乳化剂：起泡剂对表面活性剂在分子结构上的要求同