胶体答案1.doc

胶体的动力学性质：布朗运动，扩散作用，沉降作用。适宜于LB膜的物质分以下三类（1）各种两亲分子（2）高聚物（3）芳香族大环化合物铺展是润湿的最高标准，凡能铺展，必能浸润，更能粘附散射光强度与入射光波长的四次方成反比胶团结构：胶核、吸附层、胶粒、扩散层、胶团1无论是物理吸附还是化学吸附，温度升高时吸附量减少.(压力增大，吸附量增加，吸附速率也随压力的增大而增大。)3使溶胶聚沉的方法：1加电解质2电性不同的溶胶混合3微波处理4大分子摩尔质量的表示方法？数均分子量，重均分子量。Z均分子量，黏均分子量5对于处于平衡状态的液体，水平液面内部分子所受压力等于外部压力，凹液面内部分子所受压力小于外部压力6临界胶束浓度CMC在CMC前溶液的表面张力有显著的变化7斯特恩电动电势指溶胶粒子表面由于静电或分子间的相互作用而紧密吸附一层的总电势8DLVO理论中质点间的作用力有静电斥力和相互间的吸引力9多孔物质的外观体积V堆包括颗粒与颗粒之间的孔隙体积V隙颗粒内部的微孔体积V孔和多孔物本身骨架的体积V骨。1矿石浮选法的原理是根据表面活性剂的增容作用 2布朗运动是胶体粒子特有的运动方式，可以把胶体和溶液，悬浊液区别开来 3高度分散的多相性和热力学不稳定性是胶体的主要特征。4除去制备过程中过剩的电解质，以利于溶胶的稳定性。1溶胶制备的一般条件：a分散相在介质中的溶解度必须极小b必须有稳定剂存在2胶体的制备方法：a凝聚法b分散法3丁道尔效应：以一束强光射入溶胶后，在入射光的垂直方向可以看到一道明亮的光带，被称为丁道尔效应4入射光波长越短，分散相与分散介质的折射率相差越大，散射作用越明显5质点对光的吸收主要取决于其化学结构9球形胶束;浓度为CMC或略大于CMC棒状胶束：在浓度为CMC的10倍或更大的浓度层状胶束：浓度更大，可形成巨大的层状胶束3对于同一溶胶，外加电解质的离子价越低，聚沉值越大，离子浓度相同时，离子价越高，聚沉值越小，聚沉值主要取决于胶粒带相反电荷的离子的价数乳状液的鉴别方法：稀释法、然设法、导电法。乳状液的应用：控制反应、农药乳剂、沥青乳状液、稠油的乳化降黏、纺织工业。1电离：对于可能发生电离的大分子的溶胶而言，则胶粒带电主要是其本身发生电离引起的2聚沉值：使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度。4膨胀作用：凝胶在液体或蒸汽中吸收液体和蒸汽时，使自身体积和质量增加的作用。5吸附作用：非弹性凝胶的干胶表面积较大，有较强的吸附能力，而弹性凝胶的干胶几乎无吸附能力7胶束：达到一定浓度时其疏水基相互缔合成有序组合体，这种缔合结构称为胶束1增溶作用：指难溶或较难溶有机物在表面活性剂胶束水溶液中溶解度增大的现象2乳化剂：为得到稳定的乳状液，必须设法降低分散体系的表面自由能，不让液滴互碰后聚结，于是主要的是要加入一些表面活性剂，也被称为乳化剂3乳化液混合方式：a机械搅拌b胶体磨c超声波乳化器d均化器4乳化剂的加入方式;a转相乳化法b瞬间成皂法c自然乳化法d界面复合物生成法e轮流加液法5影响分散度的因素：a分散方法b分散时间c乳化剂浓度6影响乳化液的稳定性因素：1乳状液是热力学不稳定体系2油水间界面的形成3界面电荷4乳状液的黏度5液滴大小及其分布6粉末乳化剂的稳定作用7乳化剂的分类：1合成表面活性剂2高聚物乳化剂3天然产物4固体粉末8反胶束:表面活性剂在非水溶剂中形成的聚集体，为球形或椭球形9破乳方法：1化学方法2顶替法3电破乳法4加热法5机械法7触变作用：震动时，网状结构受到破坏，线状粒子互相离散，系统出现流动性，静置时，线状粒子又重新交联成网状结构8离浆作用：溶胶胶凝后，在放置过程中，凝胶的性质还在不断的变化，这种现象称为老化，离浆现象是水凝胶在基本上不改变原来形状的情况下，分离出所包含的一部分液体，使成凝胶网络的颗粒相互收缩靠近，排列得更加有序，脱水收缩后，凝胶体积虽变小，但仍能保持最初的几何形状。7电渗析：水在外加电场的作用下，通过黏土颗粒间的毛细通道向负极移动的现象称为电渗析8沉降点位：在无外加电场的作用下，若使分散相粒子在分散介质中迅速沉降时，使底层与表面层的粒子浓度悬殊，从而产生电势差，这就是沉降点位，是电泳的逆过程。9流动电位：若用压力降液体挤过毛细管网或由粉末压成的多孔塞，则在毛细管网或多孔塞的两端会产生电位差，此称为流动电位10.聚沉值：使一定量的溶胶在一定时间内完全聚沉所需电解质的最小浓度。从已知的表值可见，对同一溶胶，外加电解质的离子价数越低，其聚沉值越大。11.聚沉能力：是聚沉值的倒数。聚沉值越大的电解质，聚沉能力越小；反之，聚沉值越小的电解质，其聚沉能力越强。12. 弹性凝胶：由柔性的线性大分子物质形成的凝胶。13. 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14. 凝胶形成的条件：（1）降低溶解度，使被分散相的物质从溶液中以“胶体分散状态”析出。（2）析出的质点既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。15. 凝胶形成的方法（1）改变温度，降低温度，质点因碰撞相互连结而形成凝胶。（2）加入非溶剂，在Ca(Ac)2的饱和水溶液中加入酒精中，制成凝胶。（3）加入盐类在亲水性较大和粒子形状不对称的溶胶中，加入适量的电解质可形成凝胶。（4）化学反应，利用化学反应生成不溶物时，如果条件合适也可以形成凝胶。16. 触变作用：振动时，网状结构受到破坏，线状粒子互相离散，系统出现流动性；静置时，线状粒子又重新交联形成网状结构。17离浆作用：溶胶胶凝后，在放置过程中，凝胶的性质还在不断的变化，这种现象称为老化。离浆现象是水凝胶在基本上不改变原来形状的情况下，分离出所包含的一部分液体，使构成凝胶网络的颗粒相互收缩靠近，排列得更加有序。脱水收缩后，凝胶体积虽变小，但仍能保持最初的几何形状。18膨胀作用：凝胶在液体或蒸气中吸收液体和蒸气时，使自身质量，体积增加的作用，弹性凝胶的特性。（1）形成溶剂化层。溶剂分子很快的进入凝胶，与溶剂形成溶剂化层。（2）液体的渗透和吸收，液体需要长时间渗透到凝胶内部，这时凝胶表现出很大的压力，成为膨胀压。19.吸附作用：非弹性凝胶的干胶表面积较大，有较强的吸附能力。而弹性凝胶的干燥几乎无吸附能力。20凝胶中的扩散作用：低浓度凝胶中，低分子物质的扩散速度与纯液体的扩散速度无差别；高浓度凝胶中，物质扩散速度慢21影响表面张力的因素1物质的本性，表面张力源于净吸力，而净吸力取决于分子间的引力和分子结构，因此，表面张力于物质本性有关。2.相界面性质：通常所说的某种液体的表面张力是指该液体与含有本身蒸气的空气相接触时的测量值。3.温度：温度升高时一般液体的表面张力都降低。因为温度升高时物质膨胀，分子间距增大，故吸引力减弱，降低。4.压力：可见表面张力随压力增大而减小，但压力改变不大时，压力对液体表面张力的影响很小。22. 测定液体表面张力的方法1.毛细管上升法2.环法3气泡最大压力法23. 吸附剂和吸附质性质（1）极性吸附剂易于吸附极性吸附质（2）非极性吸附剂易吸附非极性吸附质（3）无论是非极性吸附剂还是极性吸附剂，一般吸附质分子结构越复杂，沸点越高，被吸附的能力越强。这是因为结构越复杂范德华力越大，沸点越高，气体的凝结越大，越有利于吸附。（4）酸性吸附剂易吸附碱性吸附质，反之亦然。24. 增溶作用:指难溶和不难溶有机物在表面活性剂胶束水溶液中溶解度增大的现象25. 乳化剂的作用：（1）降低油-水界面张力：（2）在分散相(内相)周围形成坚固的保护膜；（3）液滴双电层的排斥作用由于同性电荷之间的静电斥力，阻碍了液滴之间的相互聚结，从而使乳状液稳定。（4）固体粉末的稳定作用：1离子吸附：凡经化学反应用凝聚法制得溶胶，其电荷也来源于离子选择吸收过程中，校核优先吸附某种离子，使胶粒带电，如在AgI溶胶的制备过程中过量，则校核优先吸附Ag+离子，使胶粒带正电，如果KI过量，则优先吸附I-带负电1晶格取代：黏土晶格中的铝离子往往有一部分被钙离子或镁离子取代，带负电，为维持电中性，必然要吸附某些正离子，这些离子有因水化而离开表面。6电泳：胶粒颗粒带电，在外电场的作用下，向正极移动，后来发现，任何溶胶中的胶粒都要这样的现象，带负电的胶粒向正极移动，带负电的胶粒向负极移动，这种现象称为电泳5胶体系统是热力学不稳定的，但可以长时间存在，为什么？胶体本质是热力学不稳定系统，但又具有动力学稳定性，这是一对矛盾，再一定条件下，它们可以共存，在另一些条件下，它们可以相互转化，制备出来的溶胶之所以能在相当长的时间内保持稳定，或许就是这个原因。1为什么说胶体具有热力学不稳定和动力学稳定性？物系具有热力学稳定性是指系统处于热力学平衡态，处于热力学平衡态的标志是看在特定条件下，系统的某些热力学特征函数是否处于极值状态。例如，在隔离系统中，熵值达到极大值时为平衡态，在等温，等压条件下，系统的吉布斯函数达到最小为平衡态，胶体系统是一个多相的高分散系统，表面吉布斯函数值很高，因此是热力学不稳定系统，具有热力学不稳定性，动力学稳定性是指系统中的粒子能够克服重力场的影响而不下沉的性质，影响动力稳定性的主要因素是分散度，胶体系统的粒子小，分散度高，因而具有较强的布朗运动，能够克服重力保持均匀分散，所以说胶体系统具有动力学稳定性。5胶体系统一定程度上稳定存在的原因：1溶胶的动力学稳定性，胶粒因布朗运动而克服重力的作用，从而保持溶胶的稳定2胶粒带电的稳定作用，静电斥力的存在使得胶粒难以相互靠近，增加了溶胶的稳定性3溶剂化的稳定作用，因分散相粒子周围离子的溶剂化而形成的具有一定弹性的溶剂化外壳，增加了胶粒相互接近时的阻力，使溶胶难以聚沉。6油与水是不相溶的，当二者剧烈振荡时，可以互相分散成小液滴，这样一来，表面能增大，这时又没有能降低表面能的第三种物质存在，因此这时为不稳定体系，体系有自动降低能量的倾向，分层后，体系能量降低，因此会自动分层。9表面活性剂在溶液中是采取定向排列吸附在溶液表面上，还是以胶束的形式存在于溶液中？为什么？表面活性剂在溶液表面形成定向排列，以降低水的表面张力，使体系趋向稳定，但在溶液内部，表面活性剂也能把憎水基团靠在一起，形成胶束，一般来说，浓度较稀时以定向排列吸附在表面上为主，但溶液内部也有可能有简单的胶束形成，随着表面活性剂的浓度增加，表面定向排列增加的同时，内部胶束数量也增多，一旦表面形成单分子膜，这时便达到临界胶束浓度，以后再增加表面活性剂浓度，只增加胶束数量，表面张力不再改变。2胶体具有聚结稳定性的原因？聚结稳定性是指胶体中的粒子发生相互碰撞时不会聚结成大粒子沉淀下来的现象，溶胶具有聚结稳定性的原因有:1它的动力学稳定性，因为溶胶粒子强烈的布朗运动，2是溶胶粒子具有的扩散双电子层结构，使其相互接近时，具有静电性斥力和渗透性力3是溶胶粒子周围的溶剂化层的作用，使溶胶粒子外部包有一层溶剂化层而阻止其接近发生聚沉。其中最主要的因素是胶体粒子的双电子层结构引起的排斥势能的作用。1溶胶的稳定性与DLVO理论：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淀，具有动力学稳定性c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，不易聚沉，这是溶胶稳定存在的最重要的原因d水化膜：在胶团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DLVO理论：溶胶在一定条件下是稳定存在还是聚沉，取决于粒子间的相互吸引和静电斥力，若斥力大于吸引力则溶胶稳定，反之则不稳定。6憎液溶胶和高分子溶液稳定的主要原因？何为聚沉。盐析？憎液溶胶是热力学不稳定系统，能暂时稳定的主要原因是胶粒带电，而高分子溶液是热力学稳定系统，稳定的原因是溶剂化作用，当加入少量电解质，对于胶体，因带电离子压缩扩散使电位降低，达到临界电位，溶胶的稳定性被破坏，发生聚沉，这就是胶体的聚沉作用。对于高分子溶液，加入少量电解质，使原来高度水化的高分子化合物去水化，其稳定性才会被破坏而发生聚沉，这是高分子溶液的盐析。7.吸附了氯离子的氯化银多孔塞带负电，将向负极移动，增加电介质的浓度，将压缩扩散层，使电势降低，液体的流动减慢，以硝酸银来代替氯化钾，则溶液带负电，向正极流动。9表面活性剂的结构特征，简述不同浓度时的分布情况：表面活性剂是一类具有两类性质相反的两亲性基团的物质，一类是疏水性或亲脂性基团，为非极性基团，它们是一些直链的或带有侧链的有机烃基，另一类是亲水性基团，为极性基团。在水溶液中，亲水基受到水分子的吸引，疏水剂受到水分子的排斥，表面活性剂分子要在溶液中稳定的存在，则疏水剂被退出水面，伸向空气，亲水基留在水中，结果表面活性剂分子在界面上定向排列，形成单分子表面膜。当表面活性剂的浓度高达饱和吸附时，整个表面被活性剂分子覆盖，表面张力降至最低，溶液内部有胶束形成。1凝胶形成的条件：1降低溶解度，使被分散相的物质从溶液中以胶体分散状态析出2析出的质点既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。2凝胶形成的方法：1改变温度，降低温度，质点因碰撞相互连接而形成凝胶2加入非溶剂，在Ca(Ac)2的饱和水溶液中加入酒精，制成凝胶3加入盐类在亲水性较大和粒子形状不对称的溶胶中，加入适量的电解质可形成凝胶4化学反应，利用化学反应生成不容物时，如果条件适合也可以形成溶胶，不溶胶形成的条件是（1）在产生不容物的同时生成大量的小晶体（2）晶粒的形状以不对称为好，这样有利于形成骨架3凝胶的结构类型：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，在骨骼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吸附力：范德华力 化学键 选择性：无 有：吸附热 近于液化热相变热 近于反应热 吸附层： 单或多分子层 单分子层 可逆性：可逆 不可逆 吸附速度 物理：快，易平衡，不需要活化能 化学：较慢，难平衡，常需要活化能3什么是布朗运动？真溶液看不到布朗运动？处于胶体范围的分散相粒子在分散介质中进行着永不停息的无规则运动，称为布朗运动，布朗运动的本质是分子的热运动，由于胶体粒子不断受到不同方向，不同速率的介质分子的不平衡力的冲击，所以时刻以不同方向，不同速率做不规则运动，真溶液的分散相为分子，粒子太小，在显微镜下观察：每一瞬间在各个方向所受撞击的几率应当相等，合力为零，或者不为零，也因其质量太大，难于发生位移，故观察不到布朗运动。4斯特恩扩散双电层理论要点：1分散相粒子的表面上带有相同符号的电荷2反离子在静电力作用和热运动的作用下，呈扩散状态分别在分散相粒子的周围。3分散相粒子的周围分两层，紧密层和扩散层4紧密层和扩散层的分界面为被吸附的溶剂反离子中心边线所形成的假想面，称为斯特恩面5固液两相发生相对移动时，滑动面在斯特恩面以外，由要点可知，斯特恩面及滑动面同溶胶本体之间的电势，斯特恩电势，和电势6langmuir吸附等温式的三个假设：a气体分子碰在已被固体表面吸附的气体分子是弹性碰撞，只有碰到空白的固体表面时才被吸附，即单分子层吸附b被吸附的气体分子从固体表面跃回气相不受周围分子的影响，即不考虑气体分子的互相碰撞c固体吸附剂表面是均匀的，即表面各吸附位置的能力相同8乳化剂的选择原则：1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的凝聚膜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，以减少液滴的聚集速度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8胶体的:定义:胶体化学是研究胶体体系的形成、稳定与破坏的科学。1915年，Wolfgang Ostwald在被遗忘了尺寸的世界中提出：胶体是一种分散质（分散相）粒子直径在1100 nm乃至1000 nm的分散体系。是两相微不均匀体系。 胶体体系的分类:胶体体系的重要特征之一是以分散相粒子的大小为依据，显然无论何种聚集状态的分散相颗粒，只要其大小在1100nm之间，就可在不同状态的分散介质中形成胶体体系。习惯上，把分散介质为液体的胶体体系称为液溶胶或溶胶（sol），如介质为水称为水溶胶。介质为气体，称为气溶胶。介质为固体，称为固溶胶.胶体的特点:比表面大（表面效应）表面化学,比表面指单位体积（或质量）物体具有的表面积。 单位：m-1 或m2/g。当颗粒变小时，表面上原子所占比例变大。巨大的表面和表面能使胶体体系具有很强的吸附能力，可以制造各种吸附剂和催化剂9溶胶的稳定性与DLVO理论（1）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。（2）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。（3）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（4）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。2.DLVO理论：溶胶在一定条件下是稳定存在还是聚沉，取决于粒子间的相互吸引力和静电斥力。若斥力大于吸引力则溶胶稳定，反之则不稳定。10.影响溶胶稳定性的因素（1）外加电解质的影响。这影响最大，主要影响胶粒的带电情况，使电位下降，促使胶粒聚结。（2）浓度的影响。浓度增加，粒子碰撞机会增多。（3）温度的影响。温度升高，粒子碰撞机会增多，碰撞强度增加。（4）胶体体系的相互作用。带不同电荷的胶粒互吸而聚沉。