《界面化学》模拟试卷

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（CloudPoint）。（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10-2mN/m（有说10-3mN/m）的界面张力称为超低界面张力。（第七讲第八页）(8)毛细凝聚现象；所谓毛细凝聚现象是指液体蒸气在小于其饱和蒸气压时而在固体毛细中发生液化而吸附的现象。(第八讲第二十一页)(9)低能固体表面；低能表面指的是有机固体表面，如石蜡和高分子化合物。它们的表面自由能低于100mJ/m2。（第九讲第三十六页）(10)润湿滞后；如果将粗糙表面倾斜，则在表面上的液滴会出现表观前进角和表观后退角不等的现象，而且前进角总是大于后退角，所谓接触角的滞后指的就是这种现象。（第九讲第二十三页）（11）Plateau边界；多面体泡沫为保持其力学上的稳定，总是按一定的方式相交，例如三个气泡相交时互成120°最为稳定，其交界处称为Plateau边界，它在气泡之间的排液过程中起着渠道和储存器的作用。(第十一讲第九十四页)(12)沉降电势(或沉降平衡)：在外力作用下，带电胶粒作相对于液相运动时，两端产生的电势差为沉降电势(沉降电位)，为电泳的逆过程。（第二讲第三十一页）(13)双电层：在静电引力和分子热运动两种作用的结果下，使反离子在胶粒表面区域的液相中形成一种平衡分布，越靠近界面，反离子浓度越高，越远离界面浓度越低，到某一距离时反离子与同号离子浓度相等。胶粒表面的电荷与周围介质中的反离子就构成双电层。（第3讲第3节）反离子：胶粒表面带电时，因整个体系是电中性的，所以在液相中必有与表面电荷数量相等而符号相反的离子存在，这些离子称为反离子。(14)半胶束或半胶团：1955年Gaudin和Fuerstenau提出表面活性剂在固-液界面上吸附涉及吸附分子疏2水基间的缔合。他们把这种表面疏水缔合物叫做半胶团(hemimicelle)。（见第8讲第3节）(15)高分子的空间稳定作用：带有高分子吸附层的胶粒接近时，吸附层的重叠会产生一种新的斥力势能阻止粒子聚集，这种稳定作用称为高分子的空间稳定作用，产生斥力势能称为空间斥力势能ERS。(16)表面活性剂的增溶作用：表面活性剂的存在能使不溶或微溶于水的有机化合物的溶解度显著增加的现象，称作SAa的加溶作用。（第10讲第11节）(17)Antonoff规则：Antonoff指出，两相互饱和的液相所构成的液-液界面张力为二者表面张力之差，即221112，这是一个经验规律，即Antonoff规则。（第7讲第1节）(18)相转变温度(PIT)：对于给定的体系，每一非离子表面活性剂存在一相转变温度PIT（PhaseInversionTemPerature），在此温度下该表面活性剂的亲水亲油性质刚好平衡，低于此温度体系形成O/W型乳状液，高于此温度体系形成W/O型乳状液。（见第11讲第3节）(19)固体临界表面张力：当测定各种不同液体在同一高聚物表面上的接触角，如果用cos对液体的表面张力作图，对于同系列的液体可得一直线，将直线延至与cos=1的水平线相交，与此交点相应的表面张力称为该固体的临界表面张力（用c表示）。对于非同系物液体可得一窄带如果cos随LV变化在一窄带内，则取与窄带下限线交点相应的表面张力为该固体的临界表面张力。（第九讲：六、液体对固体表面的润湿规律）(20)Marangoni效应：在泡沫体系内，当液膜在受到外界扰动发生扩张或压缩时，会出现局部变薄。在变形的瞬间，该区域表面上吸附的表面活性分子密度减小，使表面张力从原来的1增加为2，结果产生一定的表面压，导致周围的吸附分子向变形处扩散，使其表面分子密度增大。由于表面活性剂分子的这种迁移会带动其邻近的液体一起移动，这种迁移的结果使变形处的表面张力又恢复至1，同时液膜的厚度也得到恢复，膜的这种“修复”作用称为Marangoni效应。（第十一讲：二、影响泡沫稳定性的因素）(21)高能固体表面：高能表面指的是金属及其氧化物、二氧化硅、无机盐等的表面，其表面自由能一般在500～5000mJ/m2之间。这类物质的硬度和熔点越高，其表面自由能越大。（第九讲：六、液体对固体表面的润湿规律）(22)乳状液：乳状液是一种多相分散体系，其中至少有一种液体以液滴的形式均匀地分散在一个不和它混溶的液体之中。液珠的直径通常大于0.1m。以小液珠形式存在的那个相称为分散相或内相，其余的作为分散介质的那一相，称为连续相或外相。一般乳状液由两类液体组成，一种是水，另一种是油，它包括不溶于水的各类有机液体。（第十一讲：一、乳状液的一般介绍）(23)超细粉末：1nm-100nm的固体粒子称为超细颗粒(Ultrafineparticle)，但此定义还有不同见解。材料科学上称为超细粉末(Ultrafinepowerder，UFP)。（第一讲：四、超细颗粒）（24）单分散溶胶：所谓单分散溶胶就是颗粒的大小、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。（第一讲：三、单分散溶胶）2.判断题（闭卷，内容会变化）（1）若胶体粒子带负电，则氯化铝、氯化钙和氯化钠三种电解质中，对胶体聚沉能力最强的是氯化铝。（T）（2）测定超低界面张力通常采用悬滴法，它是一种滴外形分析法。（课件第七讲第10张）（F）3（3）滴重法或滴体积法测定表面张力仅是一种经验方法。（课件第六讲第39张）（T）（4）溶胶的布朗运动是无方向性的，溶胶的扩散是有方向性的，但布朗运动是扩散的微观基础。（T）（课件第二讲第8张）（5）一般来讲，只有电动电势的绝对值大于50mv时，胶体才有可能比较稳定。（F）（课件第四讲第12张）（6）钻井泥浆是一种塑性流体，不具有触变性。（第五讲第四十二页）（错）（7）压力对油水界面张力影响不大。（√）（8）在三种描述多孔性物质的密度值中，颗粒密度是最大的。(应为真实密度＞颗粒密度＞堆积密度。见第7讲第2节)（×）（9）与水介质中的双电层相比，非水介质中的双电层厚度比较大。（见第4讲第5节）（√）（10）固体的临界表面张力越小，说明该固体越难润湿。（√）（原因：临界表面张力c是反映低能固体表面润湿性能的一个极重要的经验常数。只有表面张力等于或小于某一固体的临界表面张力c的液体才能在该固体表面上铺展。固体的临界表面张力c越小，要求能润湿它的液体的表面张力就越低，也就是说该固体越难润湿。）（11）对于不能相互润湿的体系，表面粗化对体系润湿性起促进作用。（×）（原因：第九讲：四、非理想固体表面的接触角：r=cosθ’/cosθ,而r1，所以粗化表面的cosθ’的绝对值比平滑表面的cosθ绝对值大。这就是说，当θ90时，固体表面越粗糙，润湿性越好；当θ90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33~38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，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，Ⅱ、Ⅲ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。（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100mJ/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：①吸附是单分子层的，只有碰在空白处才有可能被吸附；②气体在吸附时不受气体分