胶体与表面化学2009A答案资料

天津工业大学2009-2010学年 第一学期

应化、化工《胶体与表面化学》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、问答题（45分）

1. 试解释Tyndall现象产生的原因。（6分）

答：Tyndall现象发生的宏观原因是胶体质点的折射率和周围介质不同，溶胶的这种光学不均匀性，导致光的散射现象；微观原因是由于胶体溶液中的胶粒直径大小（1-100nm）小于可见光的波长(400-700nm)，从而表现出胶粒对光的散射作用。(答对任何一个原因即可)

2. 简述表面活性剂在水中可形成几种胶束，胶束的形态与表面活性剂的浓度之间有何关系。（6分）

答：表面活性剂在水中可以形成三种类型的胶束：球形(1分)、棒状(1分)和层状胶束(1分)。在一般情况下，随着水中表面活性剂浓度的增高，球形胶束会首先形成，然后依次是棒状胶束和层状胶束(3分)。

3. 试解释过热液体产生的原因。（6分）

答：液体过热现象的产生是由于液体在沸点时无法形成气泡所造成的(3分)。根据开尔文公式(1分)，小气泡形成时期气泡内饱和蒸气压远小于外压，但由于凹液面附加压力的存在，小气泡要稳定存在需克服的压力又必须大于外压(1分)。因此，相平衡条件无法满足，小气泡不能存在(1分)，这样便造成了液体在沸点时无法沸腾而液体的温度继续升高的过热现象。

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4. 画出KI为稳定剂的AgI溶胶的胶团结构。（6分）

胶核

胶粒 胶团

（正确画出每层结构给1分，共3分，正确标记每层结构名称给1分，共3分）

5. 什么是电泳现象，产生电泳的原因是什么。（7分）

电泳－在外加电场下，胶体溶液中的胶体粒子在分散介质中定向移动的现象(4分)。 原因：由于在胶体溶液中的胶体粒子带有电荷，因此在电场的作用下，会发生相对运动（3分）。

6. 活性碳从水溶液中吸附脂肪酸，吸附质分别为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸试判断吸附量顺序和原因。（7分）

答：吸附量的顺序：甲酸＜乙酸＜丙酸＜丁酸(4分)

原因：由于活性炭为非极性吸附剂，水为极性溶剂(1分)，因此非极性的吸附剂在极性溶剂中总是容易吸附非极性组分(1分)。而羧酸的极性随着其碳链的延长而增加，其中甲酸极性最高，丁酸极性最低，因此甲酸的吸附量最低，而丁酸的吸附量最高(1分)。

7. 根据DLVO理论中关于斥力与引力的叙述，试解释外加电解质对带电溶胶体系稳定性的影响。（7分）

答：根据DLVO理论，在胶团之间, 既存在着斥力势能, 又存在着吸力势能(2分)，胶体系统的相对稳定或聚沉取决于斥力势能和吸力势能的相对大小(2分)。加入电解质后，对溶胶体系内胶体粒的引力势能影响不大(1分), 但会明显降低粒子间的斥力势能(1分)，从而降低带电溶胶的稳定性(1分)。

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二. 选择与填空（15分）

1. 在毛细管中装入汞，当在毛细管左端加热，则管内汞（D）。

A.不发生移动 B. 左右来回移动 C.向右移动 D. 向左移动

2. 空气中直径0.01m的球形肥皂泡（表面张力为0.025N·m-1）所受附加压力为（D）。

A. 2.5Pa B. 5Pa C. 10Pa D.20Pa

3. 把大分子化合物加入溶胶中，使溶胶的稳定性提高的主要原因是（B）。 A. ξ电势因这些物质的加入而升高

B. 大分子化合物将胶粒包裹起来，形成水化层 C. 胶粒表面上大分子非饱和层具有敏化作用 D. 胶粒间的范德华吸引力减小

4. 液体B在不互溶液体A上铺展的条件是（B）。 A．γAB>γA+γB B. γA>γB+γAB C. γA<γAB+γB D. γAB<γA+γB

5. 设压力为P时，气体在固体表面上的覆盖率和被吸附的体积分别为θ和V, Vm为达到单分子饱和吸附时被吸附气体的体积， 假定吸附服从Langmiur吸附等温式，则下列关系不确定的是（B）。 A. 1/θ ~ 1/P B. θ~ P C. 1/V ~ 1/P D. P/V ~ P

6. 两种表面活性剂A和B的HLB值分别为14.9和2.1，若用60％的A和40％的B混合，则复合表面活性剂的HLB值为 9.78 。

7. 若将体积为1.0 m3的立方体分割为1000个等体积的小立方体，则小立方体的总表面积是原立方体表面积的 10 倍。

8. 在一定温度下，液滴越小，其饱和蒸汽压就越 大 ， 而液体中气泡越小，泡内的液体饱和蒸汽压则越 小 。

9. 水能润湿洁净玻璃，而水银则不能。现将一根毛细玻璃管插入水中，管内液面将 上升 ；当毛细管插入水银时，管内液面将 下降 。

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10. 在下列表格中填入化学吸附和物理吸附的四点主要区别。 吸附力 吸附热 几百~几千J/mol 物理吸附 范德华力（小、弱）（较小、低） 强） >几万J/mol 化学吸附 化学键力 （大、（较大、高） 有 单 选择性 无 分子层 单或多 三．计算题（25分）

1. 将直径为1×10-3 m的毛细管插入稀水溶液中，管端深入水中0.1 m，为使管口吹出气泡，所需最大压力P为0.116 m水柱压力，试计算此溶液的表面张力（设溶液密度为1.0×103kg·m-3）。（8分） 解：最大压力P??P??gh，其中ΔP为管口出附加压力(1分)

∴附加压力?P?P??gh?0.116?0.1?0.016m水柱＝2?(1分) r?P?r?gh?r?221?103?9.8?0.016?0.5?10?3?（6分）

2＝39.2?10?3N?m?1因此，?＝

2. 已知25℃时，乙二醇在石蜡上的接触角为83°，而且乙二醇和水的表面张力以及乙二醇-石蜡和水-石蜡的界面张力分别为48.3×10-3，72.8×10-3，28.6×10-3，和22.1×10-3 N/m，试计算水在石蜡上的接触角。（8分）

?g/s??l/s解：由Young方程 cos???g/l（2分），可得

?g/石蜡??乙二醇/石蜡?g/石蜡?28.6?10?3cos83??＝?g/乙二醇48.3?10?3则，?g/石蜡＝34.5?10?3N?m?1(3分)

设水在石蜡上得接触角为θ

，

?g/石蜡??水/石蜡＝0.17， ，则cos???g/水则??80.2?(3分)

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