胶体界面与表面化学

名词解释
表面张力表面能接触角高能表面低能表面润湿作用铺展吸附
表面活性剂浊点kraft点HLB值胶束微乳液增溶作用
前卫体协
乳状液悬浊液动点现象电动现象电泳电渗Stern电位ζ电位
微孔乳液泡沫粘度塑性体系假性体系胀性体系降磨阻效应
粘弹性切稀作用切稠作用Donnan平衡数均分子量
质均分子量(重均分子量)粘均分子量Z均分子量单元链节
填空题
1、Langmuir基本假设:①固体表面均匀②吸附是单分子吸附③相邻吸附分子间无相互作用
④吸附与解吸速率相等
2、4种亚稳态分别是①过冷液体②过热液体③过饱和蒸汽④过饱和液体
3、玻璃管两面大小不等的肥皂泡,打开阀门,较小的肥皂泡将会:变小
4、液体润湿毛细管,接触角﹤90°,该液体的蒸汽在毛细管内比在平面上易于凝结。
5、玻璃毛细管插入水中,管内水面高于水平面,管内水面凹面,在细毛细管中高度等于粗毛细管中高度。
6、20℃,一标准大气压下,r1=5mm水分散成r2=mm小水珠,数目为1.25×10¹¹个,求ΔG。
0.114J
7、同温,不同水面,凹凸平液面上蒸汽压最高的是凸液面,最小的是凹液面
8、一根毛细管半径为r,插入表面张力γ,密度ρ,从毛细管上吹气,从下端逸出,管口下端深度为h,大气压为p,则吹入压力等于有气泡逸出。
9、饱和溶液中含有大小不等的晶体,恒温下放置长时间,则小晶体消失,大晶体长大。
10、同种液体,在一定温度下,形成液滴,气泡和平面液体,对应的饱和蒸汽压分别为P 滴P泡P平,则它们的大小顺序为P滴>P平>P泡。
11、处于空气中的球形肥皂泡,半径为r,肥皂水表面张力γ,则附加压力为:ΔΡ=4γ/R
12、同样毛细管,温度为t1时上升高度为h1,t2时上升高度为h2,已知t2>t1,则h2<h1
13、水中加入洗衣粉,表面张力<水的表面张力,该溶质表面的浓度溶液的本体浓度,称为正吸附;若水在毛细管中上升h1,加入洗衣粉后,上升h2,则h2<h1。
14、恒温恒压下,固体表面吸附气体的过程是放热过程,化学吸附吸附热的绝对值大于物理吸附吸附热的绝对值。化学吸附力是化学键力,物理吸附力是范德华力。
15、将一根玻璃毛细管垂直插入某液体中,若溶液对毛细管不润湿,则管内液面呈凸型,产生的附加压力方向指向液体,管内液面低于管外平液面。
16、在溶剂中加入某溶质B,能使溶液表面张力增大,则该溶质表面浓度低于体系浓度,发生负吸附,该溶质称为惰性物质。
17、液体的液滴愈小,饱和蒸汽压愈大,液体中的气泡愈小,气泡内的液体饱和蒸汽压愈小。
18、某气体在吸附时符合Langmuir吸附,若已知该气体的吸附速率常数为ka=5×10-²pa/s,脱附速率常数kd=104pa/s, 则吸附系数5×10-6pa。
19.、亚稳态能长时间存在原因在于:新相难形成,防止其发生的方法:加入新种子。
20.、物理吸附和化学吸附的本质区别:吸附剂与吸附质之间的作用力不同。
巨各庄中学选择题
1. 下列各式中,不属于纯液体表面张力的定义式是( A )
A.    B.    C.
2. 今有4种物质:①金属铜②NaCl ③H2O(l) ④C6H6(l),则这四种物质的表面张力由小到大的排列顺序是(A )
A. ④< ③< ②< ①
B.①< ②< ③< ④
C. ③< ④< ①< ②
3. 高分散度固体表面吸附气体后,可使固体表面的吉布斯函数( B? )
A.降低
B.增加
C.不改变
4. 在一支干净的、水平放置的、内径均匀的玻璃毛细管中部注入一滴纯水,形成一自由移动的液柱。然后用微量注射器向液柱右侧注入少量NaCl水溶液,假若接触角q不变,则液柱将( B)
A.不移动
B.向右移动
C.向左移动
5. 今有一球形肥皂泡,半径为r,肥皂水溶液的表面张力为σ,则肥皂泡内附加压力为(4σ/γ )
6. 人工降雨是将AgI微细晶粒喷洒在积雨云层中,目的是为降雨提供( C )
A.冷量
B.湿度
C.晶核
7. 若某液体在一固体表面能润湿,则下列几种描述中正确的是( C )
A.θ>90°
B.θ=180°
C.θ<90°
8. 同种液体相同温度下,弯曲液面(毛细管)的蒸气压与平面液体的蒸气压的关系是( C )
A. p(平)>p(凹)
B. p(凸)>p(凹)>p(平)
C. p(凸) >p(平)>p(凹)
9. 在潮湿的空气中,放有3只粗细不等的毛细管,其半径大小顺序为r1>r2>r3,则毛细管内水蒸气易于凝结的顺序为( C )
A.1,2,3
B.2,3,1
C.3,2,1
10. 表面活性剂溶液浓度达到临界胶束浓度以后,再增加浓度,溶液表面吸附量将( A )
A.维持不变
B.略有增加
C.略有减少
D.明显增加
11. 以下哪种情况,玻璃管中水的毛细升高值会增加( B )
A.升温
B.降温
C.加入表面活性剂
D.将毛细管倾斜
12. 若液体对毛细管壁的润湿角大于90°,则当毛细管插入该液体时,毛细管中将发生( C )
A.液面上升
B.蒸气压小于平面时的饱和蒸气压
C.液面突起
D.液体能润湿毛细管壁
13. 通常在定温定压下气-固吸附过程应满足( B )
A.△G> 0,△S> 0,△H> 0
B.△G< 0,△S< 0,△H< 0
C.△G> 0,△S< 0,△H< 0
D.△G< 0,△S> 0,△H> 0
14. Freundlich吸附等温式适用于( B )
A.低压
B.中压
C.高压
D.任何压力
15. Langmuir吸附等温式所基于的一个假设是(C )
A.理想的气体行为
B.平整的固体表面
C.吸附热为一常数,不随吸附过程变化
D.吸附和解吸的活化能均为零
16. 对临界胶束浓度(CMC)说法不正确的是( D )
A. CMC是形成胶束的最低浓度
B. 在CMC前后的溶液的表面张力都显著变化
C. 在CMC前后溶液的电导值变化显著
D. 达到CMC以后溶液的表面张力不在有明显变化
17. 在用最大压力气泡法测定液体表面张力的实验中,下述哪一条操作规定是错误的?( D )
A.毛细管壁必须清洗干净
agps是什么意思
B.毛细管口必须平整
C.毛细管必须垂直放置
D.毛细管插入液体内部一定深度
18. 已知293K 时水- 辛醇的界面张力为0.009 N/m ,水-汞的界面张力为0.375N/m ,汞-辛醇
的界面张力为0.348 N/m 。由以上数据可以断定 ( B )
A.水可以在汞-辛醇的界面上铺展
B.辛醇可以在汞-水的界面上铺展信号检测与估计理论
C.水不能在汞的表面上铺展
D.辛醇水可以在汞的表面上铺展
19. 正丁醇溶于水,在溶液表面 ( A )
A.正吸附
B.负吸附
C.不吸附
D.使水的表面张力增大
20. 下列说法中不正确的是 ( C )
A.任何液面都存在表面张力
B.平面液体没有附加压力
C.弯曲液面的表面张力方向指向曲率中心
D.弯曲液面的附加压力指向曲率中心
21. 微小晶体与同一种的大块晶体相比较,下列说法中哪一个不正确?( C )
A.微小晶体的饱和蒸气压大
B.微小晶体的表面张力未变
C.微小晶体的溶解度小
D.微小晶体的熔点较低
22. 下面对于物理吸附的描述,哪一条不正确? (  D)
A.吸附力基于范德华力,吸附一般没有选择性
B.吸附层可以是单分子层或多分子层
C.吸附速度快,吸附热较小
D.吸附较稳定,不易解吸
23. 将装有润湿性液体的毛细管水平放置,在其右端加热,则管内的液体将 ( B )
A.向右移动
B.向左移动
C.不动
D.向右来回移动
24. 用BET 流动法测定多孔固体的比表面时,要求气体与固体之间最好 ( A )
A.只有物理吸附
B.只有化学吸附
C.兼有两类吸附
D.只有高压下的吸附
25. 兰格缪尔吸附等温式中b 的大小表示 ( B )
A 吸附速度的快慢
B 平衡吸附量的大小
C 吸附活化能的大小
D 吸附剂表面能的大小
26. 一定体积的水,处于两种状态:(1)形成一个大液,(2)分散成许多小液滴,则对两种
状态,下列性质相同的有 (  B)
A 表面能
B 表面张力
C 饱和蒸汽压
27. 亲水性固体表面,界面张力之间的关系是 ( B )
A            B              C                D 不能确定
28. 下面关于σ的物理意义中不正确的是 (  C)
A.σ是沿着与表面相切的方向,垂直作用于表面上单位长度线段上的紧缩力。
B.σ是恒温,恒压下可以可逆的增加单元表面积所需的非体积功。
s g s γγ-->水s g s γγ--<;水s g s γγ--=水
C.σ是在一定的温度,压力下,单位表面积中的分子所具有Gibbs函数值。
D.σ是恒温,恒压下增加单位表面所引起的系统Gibbs函数值。
29. 溶液的表面吸附量G 只能(D )
A. 为定值
B. 为负值
C. 为零
D. 不能确定
30. 在吸附过程中,以下热力学量的变化正确的是(A )
A. △G﹤0, △H﹤0, △S﹤0
B. △G﹥0, △H﹥0, △S﹥0
C. △G ﹤0, △H﹥0, △S﹥0
D. △G﹥0, △H﹤0, △S﹤0
31. 对兰格缪尔(Langmuir)吸附等温式,下列说法正确的是( B ?)
A. 只适用于单分子层吸附
B. p是吸附达到饱和时气相的压力
吉广在线
C. b是吸附系数,它的大小表示了吸附速度的快慢
D. 对于一定的吸附系统,当温度升高时,b值上升
32. 某溶液中溶质B的浓度为cB (表面)﹥cB(体相),证明(B )
A. d σ /dc﹥0, ΓB ﹥0
B. d σ /dc﹤0, ΓB ﹥0
C. d σ /dc﹤0, ΓB ﹤0
D. d σ /dc﹥0, ΓB ﹤0
33. 溶液的表面层对溶质发生吸附,当表面浓度小于本体浓度,则( C)
A.称为正吸附,与纯溶剂相比,溶液的表面张力σ降低。
B.称为无吸附,与纯溶剂相比,溶液的表面张力σ不变。
C.称为负吸附,与纯溶剂相比,溶液的表面张力σ升高。
D.称为负吸附,与纯溶剂相比,溶液的表面张力σ降低
34.气体在固体上的吸附服从兰格缪尔等方程时,饱和吸附量随温度上升而( A )
A.减小
B.增大
C.不变
D.不一定
35. 等温等压下,将一定质量的水由一个大球分散为许多小水滴时,以下的物理量中保持不变的有( B )
A.表面吉布斯函数
B.表面张力
C.液面上的附加压力
D.饱和蒸气压
36. 水在玻璃毛细管中上升的高度反比于(B )
A.空气的压力
B.毛细管半径
C.液体的表面张力
D.液体的粘度
37. 微小晶体与普通晶体相比,以下说法中不正确的是( D )
A.微小晶体的蒸气压力大
B.微小晶体的熔点较低
C.微小晶体的溶解度大
D.微小晶体的溶解度小
38. 对于一理想的水液面,下列诸量中为零的是(C )
A.表面张力
B.表面能
C.附加压力
D.表面分子间作用力
39. 下面关于表面活性剂的讨论,不正确的是(D )
A.表面活性剂是能显著的降低水的表面张力的物质
B.表面活性剂都是由亲水的极性基与憎水的非极性基组成
C.表面活性剂的浓度超过某一特定值后,将在溶液内部形成胶团
D.在水中加入表面活性剂时,吸附量ΓB﹤0
40. 对弯液面所产生的附加压力( B )
A.一定等于零
B.一定不等于零
C.一定大于零郭根山
D.一定小于零
41. 憎液固体,其表面不能为液体所润湿,其相应的接触θ是( B)
A.θ=0°
B.θ﹥90°
C.θ﹤90°
D.θ为任意角
42. 若在固体表面上发生某气体的单分子层吸附,则随着气体压力的不断增大,吸附量(A? )
A.成正比例
B.成倍增加
C.恒定不变
D.逐渐趋向饱和
43. 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凹
44. Langmuir吸附理论最重要的基本假设为( D )
A.气体处于低压下
B.固体表面得不均匀性
C.吸附是多分子层的
D.吸附是单分子层的
45. 两亲分子作为表面活化剂是因为(A )
A.在界面上定向排列降低了表面能
B.能形成胶束
C.在界面上产生负吸附
D.使溶液的表面张力增大
46. 对于物理吸附的描述中,那一条是不正确的(C )
A.吸附力来源于范德华力,其吸附一般不具有选择性
B.吸附层可以是单分子层或者双分子层
C.吸附速率较小
D.吸附热较小
问答题
1. 液体表面层中的分子受到的不对称力与液体的表面张力有何联系与区别?
答:液体表面层的分子与内部分子均受到分子之间力的作用,但受力的情况有所不同。在液体内部,分子的周围环境是对称的,分子间作用力彼此相互抵消。而表面层分子,由于物质在两相中的密度不同或两相的组成不同,使表面层分子受到一个指向液体内部的净作用力。这就是液体表面分子受到的不对称力。这个力力图将液体表面层分子拉向液体内部,使表面紧缩,这种收缩倾向在液面上处处在,因此将这种与表面相切并垂直作用于单位长度线段上的表面紧缩力称为表面张力,可见,表面层分子所受到的不对称力是分子间作用力,是短程的,微观的力,是表面层亿万分子受到不对称的分子间力作用后的宏观表现,其方向与液面相切。
2. 有人说,在弯液面上取一小截面ABC,周界以外的表面对周界有表面张力的作用两者大小相等,方向相反,互相抵消了,怎么还会有附加压力呢?
答:表面张力是作用于液体表面上的,处于静止状态的液面上任何一点都必须满足力平衡的条件,所以周界两侧的表面张力大小相等,方向相反,使液面处于力平衡状态,这是对液面上各点而言的,而附加压力是分析液面内外单位载面上所承受的压力问题,由于液面是弯曲的,周界以外的表面对小截面的表面张力的合力不等于零,对凸液面合力的方向,指向液体内部,对凹液面则指向气相,使液面两边的压力不相等,这就是附加压力的来源。
3. 两块平板玻璃在干燥时,得放在一起很容易分开。若在其间放些水,再叠放在一起,使之分开却很费劲,这是什么原因?
答:因为水能润湿玻璃,所以在两块玻璃之间水层的四周皆呈凹液面。凹液面处产生一指向空气的附加压力△p ,附加压力的作用是使两块玻璃的内外两侧受压不等,与水接触的内侧
压力较小,与空气接触的外侧所受压力较大故水层周围凹液面处的附加压力使两块玻璃更难分开。
4. 进行蒸馏实验时,通常在蒸馏瓶中加入少量碎瓷片或沸石类的物质以防止爆沸,试分析其原因。
答:暴沸现象是由于新相种子(小气泡)难以生成而产生的。由开尔文公式可知,对小气泡,r﹤0 越小,气泡内的饱和蒸气压液越小,而附加压力却越大。在液面下的下气泡需承受的外压力等于大气压力,液体静压力及附加压力三者之和。在正常沸腾温度下,气泡内的饱和蒸气压远远小于p外,因此小气泡无法产生。只有再升高温度,使p增大,当达到pr ≥ p0+mgh+△p时,液体便开始沸腾,而一旦气泡形成,它便迅速长大,随之pr 相应增加,△p相应降低,气泡反抗的外压迅速减小,因而液体沸腾激烈,形成暴沸现象。为了防止暴沸发生,可以先在液体中加入一些素烧瓷片或沸石因为这些多孔隙物质能提供新相种子(小气泡),使液体过热程度大大降低。
计算题
1. 某晶体相对分子质量是80,在300K其密度为0.9kg.dm-3;若晶体与溶液间界面张力为0.2 Nm-1。微小晶体直径为0.1×10-6m,则该小晶体溶解度是大块晶体溶解度的多少倍? 解:RTln(cr/c0) = 2Mr/(ρr) ,
ln(cr/c0) = 0.285 ,
cr/c0 = 1.33
2. 已知水的表面张力0.072N/m,试计算在283K,1pӨ 下可逆地使一定量的水的表面积增加10-4m2(设体积不变)时,体系的△U,△H,△S,△F,△G,Q,W。
3. 298K时,用一机械小铲子刮去稀肥皂水溶液很薄的表面吸附层0.03m2,得到0.002dm-3 的溶液,测得其肥皂含量是
4.013×10-5mol 。而容器中同体积的本体溶液的肥皂含量为4.000×10-5mol 。假设稀肥皂水溶液的表面张力与溶液的浓度的关系为γ = g0-ba,试计算25℃时该溶液的表面张力。(已知25℃时纯水的表面张力为g0 = 0.072N·m-1 )

本文发布于:2024-09-22 20:25:59,感谢您对本站的认可!

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