膠體與界面化學題庫及答案

PAGEPAGE41.什么是氣凝膠？有哪些主要特點和用途？當凝膠脫去大部分溶劑，使凝膠中液體含量比固體含量少得多，或凝膠的空間網(wǎng)狀結構中充滿的介質(zhì)是氣體，外表呈固體狀，這即為干凝膠，也稱為氣凝膠。氣凝膠是一種固體物質(zhì)形態(tài)，世界上密度最小的固體。氣凝膠貌似“弱不禁風”，其實非常堅固耐用。它可以承受相當于自身質(zhì)量幾千倍的壓力，在溫度達到1200攝氏度時才會熔化。此外它的導熱性和折射率也很低，絕緣能力比最好的玻璃纖維還要強39倍。用途：（1）制作火星探險宇航服（2）防彈不怕被炸（3）過濾與催化（4）隔音材料（5）日常生活用品2.試述凝膠形成的基本條件？降低溶解度，使被分散的物質(zhì)從溶液中以“膠體分散狀態(tài)”析出。②析出的質(zhì)點即不沉降，也不能自由行動，而是構成骨架，在整個溶液中形成連續(xù)的網(wǎng)狀結構。3.簡述光學白度法測定去污力的過程。將人工制備的污布放在盛有洗滌劑硬水的玻璃瓶中，瓶內(nèi)還放有橡皮彈子，在機械轉(zhuǎn)動下，人工污布受到擦洗。在規(guī)定溫度下洗滌一定時間后，用白度計在一定波長下測定污染棉布試片洗滌前后的光譜反射率，并與空白對照。4.試述洗滌劑的發(fā)展趨勢。液體洗滌劑近幾年的新的發(fā)展趨勢：(1)濃縮化(2)溫和化、安全化(3)專業(yè)化(4)功能化(5)生態(tài)化:①無磷化②表面活性劑生物降解③以氧代氯5.簡述干洗的原理干洗是在有機溶劑中進行洗滌的方法，是利用溶劑的溶解力和表面活性劑的加溶能力去除織物表面的污垢。6.脂肪酶在洗滌劑中的主要作用是什么？脂肪酶，人的皮脂污垢如衣領污垢中因含有甘油三脂肪酸酯而很難去除，在食品污垢中也含有甘油三脂肪酸酯類的憎水物質(zhì)，脂肪酶能將這些污垢分解成甘油和脂肪酸。7.在洗滌劑中作為柔和劑的SAA主要是什么物質(zhì)？用作柔和劑的表面活性劑主要是兩性表面活性劑8.用防水劑處理過的纖維為什么能防水？織物防水原理：將纖維織物用防水劑進行處理，可使處理后的纖維不表面變?yōu)槭杷?，防水織物由于表面的疏水性使織物與水之間的接觸角θ>90°，在纖維與纖維間形成的“毛細管”中的液面成凸液面，凸液面的表面張力的合力產(chǎn)生的附加壓力△P的方向指向液體內(nèi)部因此有阻止水通過毛細管滲透下來的作用。9.請舉出幾個潤濕劑的應用實例。（1）潤溫劑在農(nóng)藥中的應用。加入潤濕劑后，藥液在蠟質(zhì)層上的潤濕狀況得到改善甚至可以在其上鋪展。（2）潤濕劑在原油開采中的應用。溶有表面活性劑的水，稱之為活性水，活性水中添加的表面活性劑主要是潤濕劑。它具有較強的降低油—水界面張力和使?jié)櫇穹崔D(zhuǎn)的能力（3）潤濕劑在原油集輸中的應用。在稠油開采和輸送中，加入含有潤濕劑的水溶液，即能在油管、抽油桿和輸油管道的內(nèi)表面形成—層親水表面，從而使器壁對稠油的流動阻力降低，以利于稠油的開采和輔送。這種含潤濕劑的水溶液即為潤濕降阻10．十八胺既防水又防油的道理。由于十八胺的單分子膜其臨界表面張力γc很低，使得水和油不能在其單分子膜上鋪展11．說明潤濕劑在原油輸送中的潤濕降阻作用。在稠油開采和輸送中，加入含有潤濕劑的水溶液，即能在油管、抽油桿和輸油管道的內(nèi)表面形成—層親水表面，從而使器壁對稠油的流動阻力降低，以利于稠油的開采和輔送。這種含潤濕劑的水溶液即為潤濕降阻劑。12.純水為什么不能形成穩(wěn)定的泡沫？因為純水產(chǎn)生的泡沫壽命大約0.5秒之內(nèi)，瞬間存在，即消泡速度高于起泡速度，所以純水中的只能出現(xiàn)單泡，因此不可能得到穩(wěn)定的泡沫。13.起泡劑與穩(wěn)泡劑有什么不同？起泡與穩(wěn)泡在概念上有何不同？起泡性能好的物質(zhì)稱為起泡劑。具有低表面張力的陰離子表面活性劑一般都具有良好的起泡性，但生成的泡沫不一定有持久性。穩(wěn)泡劑：它們能在泡沫的液膜表面形成高粘度高彈性的表面膜，因此有很好的穩(wěn)泡作用，14.請舉例說明泡沫有何用處和害處。在日常生活中，含有較多泡沫的洗臉或洗澡產(chǎn)品比較容易去除皮脂。另外用泡沫洗車有一定的潤滑作用，可以有效的抵抗在洗車過車中灰塵把車劃傷，但泡沫的化學成分對車漆又有刺激性，放過來還是傷車漆的。15.簡述固體顆粒消泡機理。說明應用的場合和常用的物質(zhì)。固體顆粒作為消泡劑首要條件是固體顆粒必須是疏水性的。當疏水二氧化硅顆粒加入泡沫體系后，其表面與起泡劑和穩(wěn)泡劑疏水鏈吸附，而親水基伸入液膜的，這樣二氧化硅的表面由原來的疏水表面變?yōu)榱擞H水表面，于是親水的二氧化硅顆粒帶著這些表面活性劑一起從液膜的表面進入了液膜的水相中。使液膜表面的表面活性劑濃度減低，從而全面的增加了泡沫的不穩(wěn)定性因素，大幅地縮短了泡沫的“壽命”而導致泡沫的破壞。16．簡述泡沫滅火劑的滅火機理。泡沫滅火劑的主要作用是起泡和滅火。由于泡沫中含有一定量的水分可起冷卻作用且在燃料的表面上覆蓋一層泡沫層而使可燃氣體與氧隔絕而起到滅火的目的。17．簡述金銀粒子浮選法分離的基本原理。它是利用泡沫來分離溶液中電解質(zhì)離子的一種方法。以離子型表面活性劑作為起泡劑，它會以疏水的碳氫鏈伸入氣泡的氣體中而以其離子頭伸入水相的吸附狀態(tài)吸附于氣—液界面上，使氣泡的表面帶有電荷，它與溶液中的反離子間存在靜電引力，而且對不同的反離子靜電引力也有差異。所以可以把溶液中的某些反離子吸附于泡沫上，然后隨氣泡升至液面成為泡沫而分離開。因為陽離子表面活性劑對[AuCl4]—陰離子的吸引力很強，因此利用這個方法可以使金和銀兩種貴金屬得到很好的分離。18.有一乳狀液滴入蒸餾水，立即散開，可能為何種乳狀液？O／W型19.固體粉末（如CaCO3和松香等）為什么可以作為乳化劑？CaCO3和松香可作為什么類型的乳狀液的乳化劑？(A)吸附是單分子層；(B)吸附力來源于化學鍵力；(C)吸附熱接近反應熱；(D)吸附速度較快，升高溫度則降低反應速度。13.對于指定的液體，恒溫條件下，有(A)。(A)液滴的半徑越小，它的蒸氣壓越大；(B)液滴的半徑越小，它的蒸氣壓越小；(C)液滴的半徑與蒸氣壓無關；(D)蒸氣壓與液滴的半徑成正比14.過量的KI與AgNO3混合制溶膠，其結構為[(AgI)m·nI－·(n－x)K+]x－·xK+，則膠粒是指(C)。(A)(AgI)m(B)(AgI)m·nI－(C)[(AgI)m·nI－·(n－x)K+]x－(D)[(AgI)m·nI－·(n－x)K+]x－·xK+15.在裝有部分液體的毛細管中，如圖，當在右端加熱時，液體移動的方向是(B)。(A)左移(B)右移(C)不動；(D)不一定16.化學吸附的吸附力是（A）。(A)化學鍵力；(B)范德華力；(C)庫侖力；（D）范德華力+庫侖力。17.氣體在固體表面上吸附的吸附等溫線可分為(D)。(A)兩類；(B)三類；(C)四類；(D)五類。18.溶膠的基本特性之一是(C)。(A) 熱力學上和動力學上皆屬于穩(wěn)定體系；(B)熱力學上和動力學上皆屬不穩(wěn)定體系；(C)熱力學上不穩(wěn)定而動力學上穩(wěn)定體系；(D)熱力學上穩(wěn)定而動力學上不穩(wěn)定體系。19.大分子溶液和普通小分子非電解質(zhì)溶液的主要區(qū)分是大分子溶液(C)(A) 滲透壓大； (B) 丁鐸爾效應顯著；(C) 不能透過半透膜；(D) 對電解質(zhì)敏感。20.對由各種方法制備的溶膠進行半透膜滲析或電滲析的目的是(C)。(A) 除去雜質(zhì)，提高純度； (B)除去小膠粒，提高均勻性；(C) 除去過多的電解質(zhì)離子，提高穩(wěn)定性；(D)除去過多的溶劑，提高濃度。21.有關超顯微鏡的下列說法中，不正確的是(C)。(A) 可以觀察離子的布朗運動；(B) 可以配合電泳儀，測定粒子的電泳速度；(C) 可以直接看到粒子的形狀與大小；(D)觀察到的粒子僅是粒子對光散射閃爍的光點。22.以下說法中正確的是（C）。(A) 溶膠在熱力學和動力學上都是穩(wěn)定系統(tǒng)；(B) 溶膠與真溶液一樣是均相系統(tǒng)；(C) 能產(chǎn)生丁達爾效應的分散系統(tǒng)是溶膠；(D) 通過超顯微鏡能看到膠體粒子的形狀和大小。23.下列各性質(zhì)中不屬于溶膠動力學性質(zhì)的是(C)。(A)布郎運動(B)擴散(C)電泳(D)沉降平衡24.用NH4VO3和濃鹽酸作用，可制得棕色V2O5溶膠，其膠團結構是（D）。[(V2O5)m·nVO3－·(n－x)NH4+]x－·xNH4+，下面各電解質(zhì)對此溶膠的聚沉能力次序是：(A) MgSO4>AlCl3>K3Fe(CN)6； (B) K3Fe(CN)6>MgSO4>AlCl3；(C) K3Fe(CN)6>AlCl3>MgSO4； (D) AlCl3>MgSO4>K3Fe(CN)6（與膠粒電性相反的離子化合價越大聚沉能力越強）。25.對于膠團[(AgBr)m?nAg+?(n-x)NO3-]x+?xNO3-,下列說法中不正確的是（B）A.膠核是(AgBr)mB.m＝n＋xC.膠粒是[(AgBr)m?nAg+?(n-x)NO3-]x+D.在電場中膠粒向負極移動26.對于As2S3（負溶膠），聚沉能力最大的是(C)A.K2SO4B.CaCl2C.AlCl3D.Na3PO427.物質(zhì)間發(fā)生物理吸附時的作用力是(D)A.共價鍵B.離子鍵C.氫鍵D.范德華力28．對于物理吸附和化學吸附的關系，以下描述正確的是(C)A.即使改變條件，物理吸附和化學吸附也不能相互轉(zhuǎn)化B.Langmuir吸附等溫式只適用于物理吸附C.在適當溫度下，任何氣體都可在任何固體表面上發(fā)生物理吸附D.升高溫度對物理吸附和化學吸附都有利29.物理吸附和化學吸附的共同特點是(D)A.有選擇性B.熱效應大C.單分子吸附D.都能達到吸附平衡江、河水中含的泥沙懸浮物在出?？诟浇紩恋硐聛恚蛴卸喾N，其中與膠體化學有關的是（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30.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。二、判斷題1、溶膠是均相系統(tǒng)，在熱力學上是穩(wěn)定的。（√）2、長時間滲析，有利于溶膠的凈化與穩(wěn)定。（×）3、有無丁達爾(Tyndall)效應是溶膠和分子分散系統(tǒng)的主要區(qū)別之一。（√）4、在外加直流電場中，碘化銀正溶膠向負電極移動，而其擴散層向正電極移動。（√）5、新生成的Fe(OH)3沉淀中加入少量稀FeCl3溶液，會溶解，再加入一定量的硫酸鹽溶液則又會沉淀。（√）6、丁達爾效應是溶膠粒子對入射光的折射作用引起的。（×）7、膠束溶液是高度分散的均相的熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)。（√）8、膠體粒子的擴散過程和布朗運動本質(zhì)上都是粒子的熱運動而發(fā)生的宏觀上的定向遷移現(xiàn)象。（√）9、在溶膠中加入電解質(zhì)對電泳沒有影響。（×）10、由于大分子溶液是真溶液，是均相的熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)，所以無丁達爾效應。（×）11、物理吸附的吸附力來源于范德華力，其吸附一般不具有選擇性。（√）12、微小晶體與普通晶體相比，微小晶體的溶解度較小。（×）13、物質(zhì)的表面張力與表面積的大小有關。（×）14、表面活性劑不能改變表面潤濕性。（×）15、溶膠中膠粒的布郎運動就是本身熱運動的反映。（×）16、乳狀液、泡沫、懸浮液和憎液溶膠均屬多相的聚結不穩(wěn)定系統(tǒng)。（√）三、填空題1.球滴的半徑越小，飽和蒸氣壓越（大），溶液中的氣泡半徑越小，氣泡內(nèi)液體的飽和蒸氣壓越（?。?.憎液固體，其表面不能為液體所潤濕，其相應的接觸角（θ>90o）。3.相同溫度下，同一液體，隨表面曲率半徑不同具有不同的飽和蒸氣壓，若以P平、P凹、P凸分別代表平面、凹面和凸面液體上的飽和蒸氣壓，則三者的關系為P凹＞P平＞P凸。4.加入表面活性劑，使液體的表面張力降低，表面層表面活性劑的濃度一定大于它在體相中的濃度。5.潤濕液體在毛細管中上升的高度與毛細管內(nèi)徑成反比關系，與液體的表面張力成正比關系。6.溫度上升時，純液體的表面張力減小。7.使溶膠聚沉所需電解質(zhì)最低濃度，稱為電解質(zhì)對溶膠的聚沉值。8.表面活性劑在結構上的特點是同時具有親水基和親油基。9.液面是彎曲時，表面張力的方向與液面相切。四、簡答題1．在滴管內(nèi)的液體為什么必須給橡膠帽加壓時液體才能滴出，并呈球形？答：因在滴管下端的液面呈凹形，即液面的附加力是向上的，液體不易從滴管滴出。若要使液滴從管端滴下，必須在橡膠帽加以壓力，使這壓力大于附加壓力，此壓力通過液柱而傳至管下端液面而超過凹形表面的附加壓力，使凹形表面變成凸形表面，最終使液滴滴下。剛滴下的一瞬間，液滴不成球形，上端呈尖形，這時液面各部位的曲率半徑都不一樣，不同部位的曲面上所產(chǎn)生附加壓力也不同，這種不平衡的壓力迫使液滴自動調(diào)整成球形，使液滴具有最小的表面積以降低能量。2．自然界中為什么氣泡、小液滴都呈球形？答：液膜和液體表面都具有表面自由能，表面自由能越低，系統(tǒng)越穩(wěn)定，所以為了降低表面自由能，液體表面都有自動收縮的趨勢。而球形是相同體積的物體具有表面積最小的一種形式，所以氣泡和小液滴都呈球形。3．人工降雨的原理是什么？答：高空中如果沒有灰塵，水蒸汽可以達到相當高的過飽和程度而不致凝結成水。因為此時高空中的水蒸汽壓力雖然對平液面的水來說已是過飽和的了，但對將要形成的小水滴來說尚未飽和，因此，小水滴難形成。若在空氣中撒入凝結中心，使凝聚水滴的初始曲率半徑加大，其相應的飽和蒸汽壓可變小，因此蒸汽會迅速凝結成水。4．在進行蒸餾實驗時要在蒸餾燒瓶中加些碎磁片或沸石以防止暴沸，道理何在？答：若無碎磁片或沸石，液體內(nèi)部不易形成新相(氣相)，因形成新相的剎那，該新氣泡相的凹形表面的曲率很小，則根據(jù)開爾文公式，該微小氣泡便自發(fā)消失，因此體系便不能在正常情況下沸騰，便會升高溫度形成局部過熱的亞穩(wěn)定狀態(tài)導至暴沸。如果在液體內(nèi)加上沸石，則在沸石表面的尖端有較大的凸端，此處pr(氣泡內(nèi)壓強)>>p*(液體飽和蒸氣壓)，因而容易沸騰，并且沸石內(nèi)部吸附的空氣，也因受熱而脫附，成為形成氣泡氣核，又因沸石與瓶底緊密相接，而成為局部過熱處，兩者相接處的液膜在瞬間過熱，pr＞p*，便成為微泡，使沸石跳動，結果便成為一新氣泡上升。5．用三通活塞，在玻璃管的兩端吹兩個大小不等的肥皂泡，當將兩個肥皂泡相通時，兩個泡的大小有何變化?答：小泡變小，大泡變大，直到兩邊曲率半徑相等時。這是因為肥皂泡是曲面，表面上有附加壓力，這個壓力指向曲面圓心。根據(jù)拉普拉斯公式，曲率半徑越小，附加壓力越大。小泡受的附加壓力比大泡大，則內(nèi)部的平衡壓力也比大泡大。當活塞打開后，小泡中部分空氣向大泡轉(zhuǎn)移，所以小泡變小，大泡變大，直到兩邊曲率半徑相等。6．如果在一杯含有極微小蔗糖晶粒的蔗糖飽和