界面化学基础答案

界面化学基础习题参考答案

第一章

1．一个小水滴的体积V?43?r?5.3?1015.33?16cm3

161 cm3水分散成小水滴的个数为n＝?10个＝1.887×1015个

3r?6?10cm2

5这些小水滴的总表面积S＝1.887×1015×4πr2＝??0.07205N·m-1×60m2=4.32J

2．N·m-1=N·m·m-2=J·m-2 表面自由能 3．（略） 4．U?s?(NL?NV)C24r22???????T??

??T?sT? (NL?NV)? U? ??5．dU?TdS?pdV??dA?对表面dV?0则有

??dnii

dU?TdS??dA???idni Us??U???S????????T????T＋? ??????A?A?T??T,p,nj????p，A，ns?U??2?? ??T?2??T??T?p，A，ns6．U?1880mN?m?1?0.43mNm?K?1808K?2.66J?m-1-1?2

7．当T=4620K时，γ=0

当T=823K时，γ=380mN·m-1 ?380????-1-1??mN?m?K ?3797??T?p3803797?450)mN?m-1 ?1273k

1.什么是气凝胶？有哪些主要特点和用途？ 当凝胶脱去大部分溶剂，使凝胶中液体含量比固体含量少得多，或凝胶的空间网状结构中充满的介质是气体，外表呈固体状，这即为干凝胶，也称为气凝胶。 气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体。气凝胶貌似“弱不禁风”，其实非常坚固耐用。它可以承受相当于自身质量几千倍的压力，在温度达到1200摄氏度时才会熔化。此外它的导热性和折射率也很低，绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强39倍。

用途： （1）制作火星探险宇航服 （2）防弹不怕被炸

（3）过滤与催化 （4）隔音材料 （5）日常生活用品 2.试述凝胶形成的基本条件？

① 降低溶解度，使被分散的物质从溶液中以“胶体分散状态”析出。②析出

的质点即不沉降，也不能自由行动，而是构成骨架，在整个溶液中形成连续的网状结构。

3.简述光学白度法测定去污力的过程。

将人工制备的污布放在盛有洗涤剂硬水的玻璃瓶中，瓶内还放有橡皮弹子，在机械转动下，人工污布受到擦洗。在规定温度下洗涤一定时间后，用白度计在一定波长下测定污染棉布试片洗涤前后的光谱反射率，并与空白对照。 4.试述洗涤剂的发展趋势。

液体洗涤剂近几年的新的发展趋势： (1)浓缩化 (2)温和化、安全化(

本章基本内容与要求

1、理解与掌握界面热力学基本原理与公式。

（1）理解界面张力（自由能）与过剩量的意义，理解界面系统热力学基本原理与平衡条件。

（2）掌握拉普拉斯方程、开尔文方程及吉布斯等温方程的推导、含义与应用（计算与解释界面现象）。

（3）了解润温程度的判剧。 2、了解界面平衡特性。

（1）理解化学吸附与物理吸附概念。 （2）掌握兰缪尔吸附模型的意义与应用。 （3）了解BET多层吸附模型的意义与应用。 3、了解界面反应动力学及多相催化。

4、了解胶体系统的各种分类以及物质的尺度在分类中的意义。 5、掌握胶体系统的稳定、制备和破坏的方法。 （1）理解胶体和稳定机制及相关理论。 （2）掌握胶体失稳的各种因素。 6、掌握胶体系统的各种特性。

包括相平衡性质、动力性质、动电性质、流变性质，并了解其变化规律。 7、了解缔合胶体、乳状液、泡沫以及凝胶的特点，了解影响其稳定性的因素。 本章重点与难点：

1、 有关界面现象的有：表面张力、弯曲液面的附加压力及后果、表面吸附量与接触角。 2、有关胶体系统的有：胶体的各种特性、胶性稳定性及相关理论、有关沉降公式及流动电势的计算。

3、有关大分子溶液的有：平均分子质量及测定、大分子溶液的粘度、唐南平衡。 本章

一、选择题

1. 在相同的温度及压力下，把一定体积的水分散成许多小水滴经这一变化过程，以下性质保持不变的是（d）

（a）总表面能 （b）比表面 （c）液面下的附加压力 （d）表面张力

2. 直径为1×10-2m的球形肥皂泡所受的附加压力为（已知表面张力为0.025N?m-1）（d） （a）5 Pa （b）10 Pa （c）15 Pa （d）20 Pa

思路：因为肥皂泡有内、外两个表面，内面的附加压力是负值，外面的附加压力是正值，故

ps?4?，答案选d。 R'

3. 已知水溶解某物质以后，其表面张力γ与溶质的活度a呈如下关系：

???0?Aln?1?Ba?

式中γ0为纯水的表面张力，A，B为常数，则溶液表面过剩Γ2为（c） （a）?2??AaABa （b）?2??

RT?1?Ba?RT?1?Ba?（c）?2?ABaBa （d）?2??

RT?1?Ba?RT?1?Ba?思路：?2??ad?a??RTdaRTB?ABa??A?，答案选c。 ??1?BaRT1?Ba????

4. 298K时，苯蒸汽在石墨上的吸附符合Langmuir吸附等温式，在苯蒸汽压力为40Pa时，覆盖

天津工业大学2011-2012学年 第一学期

应化、化工《胶体与界面化学》课程期末试卷(A卷)

班级___________姓名__________ 学号____________

题号 分数 阅卷人 一 二 三 四 合计 一、选择题（25分）

1. 空气中直径0.01m的球形肥皂泡（表面张力为0.025N/m）所受附加压力为( D ) (A) 2.5Pa (B) 5Pa (C) 10Pa (D) 20Pa

2. 液体在毛细管中上升的高度正比于（ C ）。

(A) 温度 (B) 液体密度 (C) 附加压力 (D) 管的半径

3. 在相同温度下，同一液体被分散成有不同曲率半径的分散体系时，将具有不同饱和蒸气压，以P平、P凹、P凸分别表示平面、凹面和凸面液体上的饱和蒸气压，则三者的关系是（ B ）

(A) P平＞P凹＞P凸 (B) P凸＞P平＞P凹 (C) P凹＞P平＞P凸 (D) P凸＞P凹＞P平

4. 用最大气泡法测定溶液表面张力，对实际操作的规定哪条不正确？（ D ） (A) 毛细管必须

物理化学试卷 答案

一、选择题 ( 共68题 121分 ) 1. 2 分 (6601)

6601

[答] (A) 表面张力???随温度之增高而下降，由 ?p = 2??/R 知，右端冷却时 其附加压力增加而左端不变，故向左移动。

2. 2 分 (6602) 6602

[答] (B) 温度上升，表面张力下降。

3. 2 分 (6603)

6603

[答] (C)

4. 2 分 (6604)

6604

[答] (A)

2008级应用化学专业《胶体与界面化学》试卷 2011.12.12

一、解答题：（每小题10分，共70分）

1.护士打针时为什么要检查针头里是否存在空气？

空气进入血管，能引起气体栓塞，但要视进入气体量的多少而定。如空气量小，可分散到肺泡毛细血管，与血红蛋白结合。或弥散至肺泡，随呼吸排出体外，因而不造成损害。但进入空气量大且比较迅速，则由于心脏的搏动，将空气和心腔内的血液搅拌形成大量泡沫，当心收缩时不被排出或阻塞肺动脉可导致猝死。一般迅速进入血循环的空气在100毫升左右时，即可导致心力衰竭，表现为胸部感到异常不适，随即发生呼吸困难和紫绀，这时应立即组织抢救。

2.硫酸钡沉淀重量分析时，为什么要进行陈化？

因为硫酸钡沉淀是晶形沉淀,为了得到大晶形的沉淀,须陈化 1. 胶束能稳定存在的原因何在？ 2. 举例说明湿润作用的应用情况 3. 固体表面具有的共同特点是什么？

4. 选择乳化剂的一般原则是什么？根据不同物料选择不同的HLB值（亲水亲油平衡值）。 5. 简述聚合物对憎液溶胶的稳定与絮凝作用。 二、计算题：（每小题10分，共30分）

1. 设甘油在半径为0.4×10-3m的玻璃毛细管中升高26.8×10-3m，甘油的密度为1.26g/c

界面现象习题集

1、为什么自由液滴必成球形？

答：纯液体表面上的分子比内部分子具有更高的能量，而能量降级为一自发过程，所以它必然导致表面面积为最小状态。

2、为什么有云未必有雨？如何使云变成雨

答：空气的上升运动，造成气温下降，形成过饱和水气；加上吸湿性较强的凝结核的作用，水气凝结成云，来自云中的云滴，冰晶体积太小，不能克服空气的阻力和上升气流的顶托，从而悬浮在空中。当云继续上升冷却，或者云外不断有水气输入云中，使云滴不断地增大，以致於上升气流再也顶不住时候，才能从云中降落下来，形成雨。

3、分子间力与什么有关，其与表面张力的关系何在？

答：分子间力与温度、电荷分布、偶极矩、分子相对质量、外加电场有关 表面张力实质为每增加单位表面积所增加的自由焓 1）表面张力的物理意义需用分子间作用力解释：

在液体表面，表面分子的两侧受力不等。气相分子对它的引力远远小于液相。必然受到向下的拉力。所以，要将液体内部的分子拉至表面，必须克服分子间力对其做功。 该功主要用来增加其表面能。即： ? d w ' ? ? dA Γ为增加单位表面积所做的功。 对纯液体而言，热力学诸函数关系为： dG?Vdp?sdT??dA d

《胶体与表面化学》复习思考题

一、 凝胶

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

什么是凝胶？有何特征（两个不同）？ 举例说明什么是弹性和非弹性凝胶？ 试述凝胶形成的基本条件？ 凝胶形成的方法有哪几种？ 凝胶的结构分为哪4种类型？ 溶胶≒凝胶转变时有哪些现象？

要制备很浓的明胶溶液而又不使胶凝，应加入什么物质比较好？为什么？ 什么是凝胶的触变作用？简单叙述其机理？ 什么是负触变作用？绝大部分为什么体系？

10. 什么是离浆作用？为什么？

11. 什么是凝胶的有限膨胀和无限膨胀？其膨胀速度符合什么动力学特征？ 12. 试述凝胶膨胀的两个阶段。

13. 物质在凝胶中扩散速率减慢的原因是什么？ 14. 试述凝胶色谱（GPC）技术的基本原理？

15. 试用Ostwald的过程和理论解释Liesegang环现象。 16. 形成Liesegang环的必要条件是什么？

17. 目前高吸水性材料其吸水量约可达自身质量的多少倍？ 18. 试述高吸水性凝胶的结构、组成和吸水性能的关系。 19. 什么是高吸油性树脂？其吸油能力主要起源于什么作用力？ 20. 高吸油树脂的吸油机理是什么？

21. 水凝胶中的水按作用力的强弱可分为哪4种状态？ 22.

化学专业基础英语答案

化学专业基础英语教案

第1部分 基础化学讲座（Part I Chemistry Lectures）

第1章 化学的本质（Chapter I The Nature of Chemistry）

下面是一封小约翰（John C. Bailar, Jr., 父子同名时用于区别；senior, adj. n. 年长的，高级的；年长者）给一个朋友的信，他（小约翰）是伊利诺斯（州）（Illinois, [ili'n?i(z)]）大学化学系部（faculty, ['f?k?lti]）一名已经（has been）从教56年教员。

亲爱的克丽丝（Chris, [kris]）：

这封信仅仅是关于你所提出的化学是什么和化学家在做什么这些问题的一个回答。我很高兴你问及的这个学科/科目（subject）到底（all about, 关于?的一切，到处，附近）是什么的看法/观点（view），对于许多人来说，对这个问题都有一个扭曲的，或者至少是肤浅（superficial）看法/观点（看法/观点可以认为既是asked的宾语也是distored or superficial的宾语）。正如这封信，我不确定我是否能给予你一个清晰的画面/解释（picture），但是我试